具有生物相容性的新型生物墨水，使人体器官的3D打印更加逼真

来源：中国复合材料学会

瑞典隆德大学的研究人员设计了一种新的生物墨水，该墨水首次允许在患者细胞的帮助下对人类呼吸道进行3D生物打印。3D打印的构建体具有生物相容性，并支持新血管向3D打印材料中的生长。这是迈向3D打印器官的重要的第一步。

慢性肺病是全球第三大死亡原因，欧盟每年为此付出的代价超过3800亿欧元。对于许多慢性疾病，无法治愈，患者的唯一终极选择是肺移植。但是，没有足够的供体肺来满足临床需求。

因此，研究人员正在寻找增加可用于移植的肺部数量的方法。一种方法是在实验室中通过将细胞与生物工程支架相结合来制造肺部。

从制造小管开始，因为这是在气道和肺血管系统中都发现的特征。通过将我们的新型生物墨水与从患者气道分离的干细胞一起使用，我们能够对具有多层结构的小气道进行生物打印。并保持开放状态。

研究人员首先设计了一种新的生物墨水，一种带有细胞的可打印材料，用于3D生物打印人体组织。生物墨水是通过组合两种材料制成的：一种来自海藻，藻酸盐的材料以及一种源自肺组织的细胞外基质。这种新的生物墨水在生物打印材料向组织发展的多个阶段中为生物打印材料提供支持。他们对3种小型人类呼吸道进行生物打印，其中包含在人类呼吸道中发现的两种类型的细胞。这种生物墨水可适用于任何组织或器官类型。

生物墨水还支持将气道干细胞成熟为成人气道中的多种细胞类型，这意味着需要打印的细胞类型更少，从而简化了打印由多种细胞类型组成的组织所需的喷嘴数量。
研究人员指出，需要提高分辨率，以对更多的远端肺组织和空气袋（称为肺泡）进行3D生物打印，这对于气体交换至关重要。
希望可用的3D打印机的技术进一步改进，以及生物墨水的进一步发展，能够实现更高的分辨率的生物打印，以便工程化将来可用于移植的较大组织，我们还有很长的路要走。

该团队使用的小鼠模型与器官移植患者的免疫抑制非常相似。移植后，他们发现由新的生物墨水制成的3D打印构建物具有良好的耐受性并支持新血管。
这种新型生物墨水的开发是向前迈出的重要一步，但是随着时间的推移，进一步验证小型呼吸道的功能并探索这种方法在大型动物模型中的可行性非常重要。