生物列印技術取得突破性成果，可在數秒內構建複雜人體器官

一直以來，科學家們試圖通過組織工程的方法來構建人造組織器官。以期解決臨床中受損組織的修復問題以及器官移植所面臨的排異、感染、供體短缺等諸多問題。當然，除了應用於臨床，人造組織器官更能夠被用於新葯的開發和檢測。

然而，在研究過程中構建形態自由和具備極高活力的細胞一直是科學界未能攻克的難題。近日，由世界頂尖研究型公立大學——荷蘭烏得勒支大學醫學中心和瑞士聯邦理工學院光子應用實驗室(簡稱LAPD)的研究人員合作研發的新型光學列印技術或許為這些難題帶來了新的突破。相關研究結果已發表在《Advanced Materials》雜誌上。

DOI: http://doi.org/10.1002/adma.201904209h

這一新型光學列印技術被稱為「容量生物列印」。具體來說，研究人員是通過將激光對準一個盛滿幹細胞水凝膠的旋轉容器來構建人造組織器官的。他們通過調整激光射向離心管內的位置來自由控制水凝膠的凝固，從而控制組織的形態。開始操作後僅數秒內，就可看見懸浮於水凝膠中的一個三維軟體組織形狀的出現，就像果凍一樣。

在軟體組織形狀的基礎上，研究人員可以通過添加上皮細胞來進一步形成血管。經過反覆試驗，研究人員已經能夠構建出適用於臨床的大小形狀類似於股骨、半月板和心臟瓣膜的軟體組織。他們甚至可以構建出螺紋狀的複雜組織結構。

與以往的方法相比，這一組織器官構建過程的最大優勢在於凝固過程並不會對干水凝膠中的幹細胞造成損害，從而能夠維持細胞活力。該項研究的作者之一LAPD的Damien Loterie研究員補充道: 「以往的生物列印是逐層進行的，耗時並且慢。而我們的生物容量列印可以達到自由形態並能確保細胞活力。」

人體組織器官在很大程度上依賴於細胞外的複雜結構。研究人員認為使用這項新技術可以重建這些複雜結構，並且可以很好的在實驗室內快速批量生產出供臨床需求的組織器官。此外，這些人造組織器官能夠被用於體外新葯的檢測，從而避免了使用動物檢測所存在的一些倫理問題，也同時降低了成本。

來自LAPD的另外一位研究員Christophe Moser介紹說：「這僅僅是個開始，我們的這項新技術絕對可以繼續升級，用於批量生產各種類型的人造組織器官並應用於臨床。」

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參考資料：

[1] Bioprinting Complex Living Tissue in Just a Few Seconds

[2] Volumetric Bioprinting of Complex Living‐Tissue Constructs within Seconds

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