美國SEAS研究小組開發出新型3D列印技術

美國哈佛大學約翰·保爾森工程和應用科學學院(SEAS)24日發布新聞公報稱，該學院一研究小組開發出一種新的3D列印技術，可列印具有集成感測功能的器官晶元。他們首次列印出的心臟晶元可快速組裝和定製，讓數據收集更容易，為藥物研究開闢了一個新途徑。相關研究刊發在《自然·材料》雜誌上。

器官晶元被認為是生命科學研究中的一項革命性技術，在醫學、科研及臨床藥物設計等領域具有廣闊的應用前景。但器官晶元的製造及數據採集卻不是一件容易的事，不僅對製造環境的要求極高，製造過程也十分複雜，成本高昂，費時費力。

此次，SEAS研究小組利用先進的數字化製造技術，開發出新的器官晶元製造方法。他們將柔性應變感測器與人體組織微架構集成，並開發出6種不同的「油墨」，然後利用3D列印技術，通過一種單一、連續的製造過程，列印出心臟晶元。這個晶元上有眾多「小井」，每個「小井」中有獨立的組織和集成感測器。利用這種晶元，能夠研究多種心臟組織。

長期以來，研究人員一直沒能得到簡單的非侵入性手段來研究心臟組織的功能，他們很難長時間持續觀察心臟組織發育過程中的緩慢變化，進行相應的數據採集和研究。心臟晶元則提供了一種新的研究手段，集成感測器可以在組織生長過程中持續搜集數據。為演示晶元功效，研究小組進行了藥物研究和持續數周的心臟組織收縮擴張研究，結果表明心臟晶元表現良好。

研究人員表示，新方法將多種功能材料集成於一個設備之上，是3D列印技術的巨大進步。而新的可編程的器官晶元製造方法，不僅使研究人員能輕鬆設計定製匹配特定疾病甚至是個別病人細胞的器官晶元，還極大簡化了數據採集難度，為體外組織工程學、毒理學和藥物篩選研究開闢了新途徑。

機器是硬邦邦的，也可以是軟綿綿的，隨著材料進步，軟機器會越發普及，尤其是能貼肉親合的晶元。今後，能監控器官的3D列印的晶元耗材或許只需花費一美元，設計和製造周期將大大縮短，而我們的人體科學知識儲備也將爆炸式增長，我們會活得更健康安全。

來源：科技日報