科学家用3D打印机打出类生物组织

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英国研究人员4日在《科学》杂志上发表报告说，他们利用特制3D打印机打印出类似生物组织的材料，这一成果将来有望应用在医疗领域。, u, N8 ^. D; r, O* J* [1 e

4 Z2 D% y* ~9 y# @6 K. H  ?这篇报告由英国牛津大学的黑根·贝利教授及其同事联名发表。据介绍，他们利用3D打印机分层次喷出大量被脂类薄膜包裹的液滴，这些液滴形成网状结构，构成特殊的新材料。: Y) ~# u- C& R# f

% ^9 Z- E3 W' z& A: T" w* W研究人员说，这样打印出来的材料其质地与大脑和脂肪组织相似，可做出类似肌肉样活动的折叠动作，且具备像神经元那样工作的通信网络结构，可用于修复或增强衰竭的器官。由于这是合成材料，因此它还可避免一些用干细胞等方式制造活体组织而引发的问题。
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研究人员还说，常规的3D打印机无法打印这种新材料，实验中他们使用的是一种特制3D打印机，目前这种打印机喷出的液滴直径约50微米，有5个活体细胞那么大，但相信将来能够将液滴尺寸缩小。
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" t- j4 j! z3 N8 Z4 B近年来，3D打印技术飞速发展，从工程到航天，从教育到医疗，应用越来越广泛。今年2月，美国康奈尔大学研究人员就曾报告说，他们利用牛耳细胞通过3D打印机打印出人造耳朵。（来源：新华社 林小春 任海军）( D' B5 G& N/ P& p- L0 f) F; q- k

1 G' h( y' ?7 h# Mcience 5 April 2013:
# _& C* |$ z- a  L2 Q0 \Vol. 340 no. 6128 pp. 48-52 , j5 y% W4 O. }# a9 E: t
DOI: 10.1126/science.1229495: N3 q/ s- t* D; r, E, X, G
A Tissue-Like Printed Material" G4 Y" a; {3 j9 }0 E% {
Gabriel Villar, Alexander D. Graham, Hagan Bayley*
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Living cells communicate and cooperate to produce the emergent properties of tissues. Synthetic mimics of cells, such as liposomes, are typically incapable of cooperation and therefore cannot readily display sophisticated collective behavior. We printed tens of thousands of picoliter aqueous droplets that become joined by single lipid bilayers to form a cohesive material with cooperating compartments. Three-dimensional structures can be built with heterologous droplets in software-defined arrangements. The droplet networks can be functionalized with membrane proteins; for example, to allow rapid electrical communication along a specific path. The networks can also be programmed by osmolarity gradients to fold into otherwise unattainable designed structures. Printed droplet networks might be interfaced with tissues, used as tissue engineering substrates, or developed as mimics of living tissue.
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( t- b  z1 k& j' phttp://www.sciencemag.org/content/340/6128/48

芦苇浅

文章原文

aircraft090829

# R. u) ^8 |5 W/ ^  k2 Z1 M' L! l" x. B7 P
看完全文后，感觉这篇文章有很大的惊喜（定向打印液滴来控制导电通路），这是一个突破。 ) U! [8 U) @1 d4 [8 {
但考虑到实际应用，该方法还是没能解决现在3D-microprinting面临的挑战：如何在保证高分辨率3D打印的同时把打印时间缩短？这篇文章的速度是1 drop/s, 太慢了，不能列入rapid prototyping的行列。如果要打印一个clinical relevant的大块组织， 这个技术估计要花半年。作者应该考虑去提速。
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另外，该方法打印出来的组织的杨氏模量上限是200 Pa，只能匹配少数软组织。 关于如何把该方法应用到更biological/clinical relevant的研究当中，应该是值得作者去思考的问题。