科学家利用改装3D打印机成功打印出非活性人体组织

如何利用3D打印制造出具有实际功能的人类器官一直都是当今学术界最热门的话题。在相关研究正在全球范围内积极开展的同时，开发所需生物打印材料的工作也在马不停蹄地进行。本周，著名的美国高等学府卡内基梅隆大学（CMU）就传来了这方面的好消息：他们的一支研究团队使用柔性材料利用改装的3D打印机成功打印出了非活性的冠状动脉和胚胎心脏。

“我们成功地通过冠状动脉的MRI图像和胚胎心脏的3D图像使用胶原蛋白、褐藻胶和纤维蛋白等柔性材料打印出了高分辨率且高质量的实体。”CMU材料科学工程兼生物工程的副教授Adam Feinberg表示。

据中国3D打印专业媒体平台南极熊了解，目前生物3D打印面临的最大挑战之一就是所使用的材料必须是柔性的。刚性材料在打印时会迅速冷却，从而能够起到对下一层的支撑作用，令打印继续进行，而柔性材料由于质地较软很难做到这一点。“打印柔性材料可能出现的问题就如同果冻一样 — 在空间中打印时，它们会因自身的重量而塌陷，”Feinberg解释说，“所以我们开发出了一种新方法，将其在特殊制成材料中进行打印，也就是在胶体中打印另一个胶体。这种方法帮助我们很好地实现了柔性材料层层打印时的精确定位。”

实际上，此次CMU采用的这种名为“FRESH”（悬浮水凝胶的自由可逆嵌入）的胶体技术并非首次被用于支撑易碎的3D打印柔性材料结构。上个月，佛罗里达大学就利用类似的技术完成了一个3D打印人体细胞和其它柔性材料的项目。他们的方法用到了一种名为 Carbopol EDT 2020的颗粒状水凝胶。该材料有点类似普通的洗手液，所具有的特殊结构可起到脚手架的作用，从而能够实现自身的悬空。

那么，FRESH技术又有什么不同的呢？CMU的研究团队表示，该方法的亮点主要在于打印柔性材料使用了一种全新的方式。“最近，在组织工程上使用多种不同材料进行3D打印已经成为了一种趋势，不过到目前为止，将胶原纤维或蛋白一类的组织工程胶体成功组装却仍未被实现。”研究成员之一的TJ Hinton表示。研究团队还表示，该方法所使用的胶体在人体温度下就能融化。这可有效避免对生物分子或活细胞造成伤害。

除了上面这些，新技术的另一大优点就是所需硬件的成本非常低。要知道大部分的生物3D打印机不仅价格昂贵（超过10万美元），操作也很困难。而CMU的新方法只需将消费级打印机进行简单的改装就能使用。事实上，开发团队此次的成功就是利用开源的软硬件实现的。

via 3ders