最终制造可替换的生物部件需要具备二维和三维薄膜那样的完全三维能力生物打印不能供应。现在，利用屈服应力凝胶，宾夕法尼亚州立大学的工程师们可以将微小的细胞聚集物精确地放置在他们想要构建替代骨头、软骨和其他组织所需的复杂形状的地方。Hartz家族职业发展工程科学与力学副教授Ibrahim T. Ozbolat说:“这之所以重要，是因为目前的细胞聚合生物打印技术不能制造复杂的构型，大多是2D和3D薄膜或简单构型。”“如果我们想要复杂的3D，我们需要一个支持性的领域。”
研究人员报告说，这种支持性领域是一种屈服压力凝胶。屈服应力凝胶的不同寻常之处在于，在没有压力的情况下，它们是固体凝胶，但在压力下，它们会变成液体。
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研究人员在今年早些时候展示了一种抽吸辅助生物打印系统，该系统可以收集细胞聚集物，并将它们精确地放入凝胶中。吸入喷嘴对凝胶的压力使其液化，但一旦吸入喷嘴释放细胞聚集物并抽出，凝胶再次返回固体，自我修复。这些微小的细胞球彼此靠在一起并自我组装，在凝胶中形成固体组织样本。
研究人员可以将不同类型的细胞聚集在一起，形成所需的形状和功能。支撑气管的软骨环等几何形状可以悬浮在凝胶中。Ozbolat说:“我们尝试了两种不同类型的凝胶，但第一种凝胶的去除有点棘手。”“我们不得不通过清洗来完成。对于第二种凝胶，我们使用了一种酶，它可以将凝胶液化并轻松去除。”
工程科学和力学博士后研究员迪沙里·班纳吉(Dishary Banerjee)说:“我们正在做的事情非常重要，因为我们正在尝试重建自然。”“在这项技术中，能够用球体做出自由、复杂的形状是非常重要的。”
研究人员使用了多种方法，建立了理论模型，以从物理上了解发生了什么。然后他们用实验来测试这种方法是否可以产生复杂的形状。
这项研究发表在通信物理．
来源:宾夕法尼亚州立大学
