具有生物相容性的新型生物墨水，使人體器官的3D打印更加逼真

來源：中國復(fù)合材料學(xué)會

瑞典隆德大學(xué)的研究人員設(shè)計了一種新的生物墨水，該墨水首次允許在患者細(xì)胞的幫助下對人類呼吸道進(jìn)行3D生物打印。3D打印的構(gòu)建體具有生物相容性，并支持新血管向3D打印材料中的生長。這是邁向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，歐盟每年為此付出的代價超過3800億歐元。對于許多慢性疾病，無法治愈，患者的唯一終極選擇是肺移植。但是，沒有足夠的供體肺來滿足臨床需求。

因此，研究人員正在尋找增加可用于移植的肺部數(shù)量的方法。一種方法是在實驗室中通過將細(xì)胞與生物工程支架相結(jié)合來制造肺部。

從制造小管開始，因為這是在氣道和肺血管系統(tǒng)中都發(fā)現(xiàn)的特征。通過將我們的新型生物墨水與從患者氣道分離的干細(xì)胞一起使用，我們能夠?qū)哂卸鄬咏Y(jié)構(gòu)的小氣道進(jìn)行生物打印。并保持開放狀態(tài)。

研究人員首先設(shè)計了一種新的生物墨水，一種帶有細(xì)胞的可打印材料，用于3D生物打印人體組織。生物墨水是通過組合兩種材料制成的：一種來自海藻，藻酸鹽的材料以及一種源自肺組織的細(xì)胞外基質(zhì)。這種新的生物墨水在生物打印材料向組織發(fā)展的多個階段中為生物打印材料提供支持。他們對3種小型人類呼吸道進(jìn)行生物打印，其中包含在人類呼吸道中發(fā)現(xiàn)的兩種類型的細(xì)胞。這種生物墨水可適用于任何組織或器官類型。

生物墨水還支持將氣道干細(xì)胞成熟為成人氣道中的多種細(xì)胞類型，這意味著需要打印的細(xì)胞類型更少，從而簡化了打印由多種細(xì)胞類型組成的組織所需的噴嘴數(shù)量。
研究人員指出，需要提高分辨率，以對更多的遠(yuǎn)端肺組織和空氣袋（稱為肺泡）進(jìn)行3D生物打印，這對于氣體交換至關(guān)重要。
希望可用的3D打印機的技術(shù)進(jìn)一步改進(jìn)，以及生物墨水的進(jìn)一步發(fā)展，能夠?qū)崿F(xiàn)更高的分辨率的生物打印，以便工程化將來可用于移植的較大組織，我們還有很長的路要走。

該團(tuán)隊使用的小鼠模型與器官移植患者的免疫抑制非常相似。移植后，他們發(fā)現(xiàn)由新的生物墨水制成的3D打印構(gòu)建物具有良好的耐受性并支持新血管。
這種新型生物墨水的開發(fā)是向前邁出的重要一步，但是隨著時間的推移，進(jìn)一步驗證小型呼吸道的功能并探索這種方法在大型動物模型中的可行性非常重要。