3D打印机可以制造复杂的生物组织

3D生物打印机是由论文的共同资深作者Ali Khademhosseini博士设计的，他是加州大学洛杉矶分校的教授。

来源:阿米尔米里

“组织是非常复杂的结构，所以为了设计出能够正常工作的人造组织，我们必须重建它们的复杂性，”领导这项研究的加州大学洛杉矶分校的利维·詹姆斯·奈特(Levi James Knight, Jr.)说，他是加州大学洛杉矶分校塞缪尔利工程学院的工程学教授。“我们的新方法提供了一种用不同材料建造复杂生物相容性结构的方法。”

该技术采用了一种称为立体光刻的光基工艺，并利用了Khademhosseini设计的定制3D打印机，该打印机有两个关键部件。第一种是定制的微流控芯片——一个与计算机芯片大小相似的小而平的平台——有多个入口，每个入口“打印”不同的材料。另一个组件是数字微镜，这是一个由100多万个小镜子组成的阵列，每个镜子都可以独立移动。

研究人员使用了不同类型的水凝胶——这种材料在通过打印机后，形成了组织生长的支架。微镜将光线直射到打印表面，被照亮的区域显示出正在打印的3D物体的轮廓。光线还会触发材料中分子键的形成，从而使凝胶凝固成固体。当3D物体被打印出来时，镜像阵列会改变光的模式来显示每个新图层的形状。

这是第一个将多种材料用于自动立体平版生物打印的工艺，比传统的立体平版生物打印技术有了进步，传统的生物打印技术只使用一种材料。虽然演示设备使用了四种类型的生物墨水，但该研究的作者写道，该过程可以容纳所需的任意数量的墨水。

研究人员首先使用该过程来制造简单的形状，例如金字塔。然后，它们使复杂的3D结构模仿肌肉组织和肌肉骨骼结缔组织的部分。它们还印刷了模仿血管网络的肿瘤的形状，可以用作生物模型来研究癌症。它们通过将它们植入大鼠来测试印刷结构。结构没有被拒绝。