生物墨水：活体组织3D打印不是梦！

作者：王韵壹、李英、熊慧卿

近日，布里斯托大学(Universityof Bristol)的科学家们研发出一种新型生物墨水，可实现用于外科移植手术的人体复杂组织的3D打印。

这款新型生物墨水包含干细胞，可实现使活体组织的3D打印，即“生物打印”(bio-printing)。

由天然和合成聚合物构成

这款新型生物墨水包含两种不同的聚合物成分：一种是从海藻中提取的天然高分子材料，另外一种和可用于医疗行业的损耗型合成聚合物，这两种成分都能够发挥作用。

当温度升高时，合成聚合物可使生物墨水从液体转变成固体，而海藻中的提取物则在引入细胞营养时为其提供结构支持。

来自布里斯托大学细胞和分子医学院的首席研究员Adam Perriman博士说：“设计这款生物墨水挑战重重，我们需要一种可打印的材料，当它浸泡在营养物质中，能够保持其形状，并且对细胞不造成任何伤害。我们成功做到了这一点，但是在找到最终的配方之前，也是经历了不少挫折”。

“特殊生物墨水配方是从改装的台式3D打印机中挤压而成，它可在37℃的温度下，从液体转变为凝胶状，这样便可构建复杂的三维立体结构。”

该科研团队还能将干细胞分化成骨细胞。骨细胞能产生新的基质，改变晶体液，使骨组织钙、磷沉积和释放处于稳定状态，以维持血钙平衡。3D打印的活体组织在骨细胞的帮助下，可在5周内实现结构的改变，包括形成一个全尺寸的气管软骨环。

合成聚合物完全从3D打印结构中退出

Adam Perriman博士说：“让我们感到惊讶的是，当加入细胞营养物质时，合成聚合物会完全从3D打印结构中退出，只留下干细胞和天然海藻聚合物。这反过来又创造了微观孔隙的结构，从而为干细胞提供了有效的养分输入渠道。

该科研小组的研究结果表明，在先进医疗保健材料的推动下，采用患者自身的干细胞可3D打印用于骨外科收入或者软骨植入手术所需要的复杂活体组织，最终还能用于膝盖和髋关节手术。