Science：人造器官再現奇跡，打印出一顆會跳動的心
2019-08-06 來源：學術經緯
就在不久前，編輯介紹了3D打印器官的一項重磅突破：科學家們造出了包含血管和氣道、會“呼吸”的迷你人工肺。該研究登上了頂尖學術期刊《科學》的封面。
而在最新一期《科學》上，生物工程學家們再次突破生物材料的技術障礙，帶來一項“激動人心”的新成果。
▲生物打印技術模擬肺組織和復制人類心臟結構，讓復雜的“人造器官”正在變成現實（圖片來源：參考資料[2]）
美國卡耐基梅隆大學（Carnegie Mellon University）的研究人員開發出一種創新的3D生物打印技術，以膠原蛋白為材料，制造出具有更高分辨率、圖案可以更復雜的人體器官組織支架。“這種史無前例的方法，使組織工程學領域向3D打印全尺寸成人心臟又邁進了一步。”研究機構的新聞介紹。膠原蛋白是一種十分理想的生物材料。因為這類蛋白質本身就是人體主要的結構蛋白，是細胞外基質的主要成分。它們有足夠的機械強度，為細胞和組織成分提供結構空間。Andrew Hudson博士是這項研究的共同一作，用他的話說，“人體幾乎每個組織都由膠原蛋白構成”。
▲該研究的負責人Adam Feinberg教授（圖片來源：卡耐基梅隆大學）
如何讓膠原蛋白保持完整的組織形狀，還要達到高分辨率和高保真度？為此，Adam Feinberg教授領銜的研究團隊開發了一種新技術，他們將其命名為“新鮮”（FRESH），全稱是“懸浮水凝膠的自由可逆式嵌入”（Freeform Reversible Embedding of Suspended Hydrogels）技術。
▲用膠原蛋白和細胞兩種生物墨水打印出人工心室（圖片來源：參考資料[1]）
Feinberg教授總結說：“我們的研究結果表明，我們能用細胞和膠原蛋白打印出心臟的零件，把它們做成真正具有功能的部件，比如心臟瓣膜或跳動的心室。”
有了這樣一種技術，不僅可以用膠原蛋白打印大尺寸的人體器官，研究人員認為，像纖維蛋白、透明質酸、藻酸鹽等各種軟性生物材料，都可以作為生物墨水用于3D打印。“FRESH技術為組織工程提供了一個適應性強大的平臺。”研究人員介紹。
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（責任編輯：xu）
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