《先进材料》类器官和光学调谐水凝胶的体积生

作者：张馨予

器官和组织水平的生物学功能与微尺度细胞间相互作用和总体组织结构密切相关。生物制造和类器官技术共同为设计多尺度生物结构提供了独特的潜力，细胞微环境由嵌入可定制的生物打印几何形状的干细胞自组装结构形成。该研究介绍了复杂的类器官结构的体积生物打印，该结构捕获了人类肝脏的关键功能。通过光学断层扫描将载有类器官的明胶水凝胶在 20 秒内成型为复杂的厘米级 3D 结构的体积生物打印。光学调谐的生物树脂能够实现特定细胞内结构的折射率匹配，从而抵消细胞介导的光散射对打印分辨率的破坏性影响。这种无层、无喷嘴的技术不会对类器官造成有害的机械应力，从而在打印后实现卓越的生存能力和形态保存。生物打印的类器官经历了肝细胞分化，显示出白蛋白合成、肝脏特异性酶活性和显着获得的天然样极化。嵌入低刚度明胶 (<2 kPa) 中的类器官被生物打印到具有不同程度的孔隙网络曲折度的数学定义的晶格中，并在灌注下培养。这些结构充当代谢生物工厂，其中肝脏特异性氨解毒可以通过构建体的结构特征来增强。这项技术为再生医学和个性化药物测试开辟了新的可能性。

图 1. 高分辨率立体打印过程和研究设计概述。

图 3. 通过使用碘克沙醇的生物树脂光学调谐增强单细胞和肝类器官的体积生物打印

相关论文以题为Volumetric Bioprinting of Organoids and Optically Tuned Hydrogels to Build Liver-Like Metabolic Biofactories发表在《Advanced Materials》上。通讯作者是乌得勒支大学Riccardo Levato教授。

参考文献：

doi.org/10.1002/adma.202110054