生物打印可以在几秒钟内合成活体组织

组织工程师创造的人造器官和组织可以用来开发和测试新药，修复受损组织，甚至替换人体的整个器官。然而，目前的制造方法限制了它们产生自由形状和实现高细胞活力的能力。EPFL工程学院应用光子器件实验室(LAPD)的研究人员与乌得勒支大学的同事合作，提出了一种光学技术，只需几秒钟就可以在含有干细胞的生物相容性水凝胶中塑造复杂的组织形状。由此产生的组织可以通过添加内皮细胞来血管化。这项技术将改变细胞工程专家的工作方式，使他们能够创造出一种新的个性化的、有功能的生物打印器官。

打印股骨或半月板

这项技术被称为体积生物打印。为了制造组织，研究人员将激光投射到一个旋转的管中，管中充满了干细胞水凝胶。它们通过将来自光的能量聚焦在特定的位置来塑造组织，然后固化。几秒钟后，一个复杂的3D形状出现，悬浮在凝胶中。水凝胶中的干细胞基本上不受这个过程的影响。然后，研究人员引入内皮细胞，使组织血管化。

研究人员已经证明，制造一个几厘米大小的组织结构是可能的，这是一个临床有用的尺寸。他们的工作包括一个类似心脏瓣膜的瓣膜，半月板和股骨的复杂形状部分。他们还能建造连锁结构。“不像传统的生物打印——缓慢的，一层一层的过程——我们的技术是快速的，提供了更大的设计自由，而不损害细胞的生存能力，”Damien Loterie说，他是洛杉矶大学的研究员，也是这项研究的合著者之一。

复制人体

研究人员的工作是真正的游戏规则改变者。“人体组织的特征在很大程度上依赖于高度复杂的细胞外结构，复制这种复杂性的能力可能会导致大量真正的临床应用，”另一位合著者保罗·德罗(Paul Delrot)说。利用这项技术，实验室可以以前所未有的速度批量生产人工组织或器官。当涉及到在体外测试新药时，这种可复制性是必不可少的，而且它可以帮助消除对动物试验的需要——这是一个明显的伦理优势，也是一种降低成本的方法。“这仅仅是个开始。我们相信，我们的方法在本质上是可大规模制造的，可以用于生产广泛的细胞组织模型，更不用说医疗设备和个性化植入，”洛杉矶警察局的负责人Christophe Moser说。