科学家3D打印出肺部 结构完整会呼吸

发布时间:2022-09-20 08:40:08 来源:澳客网页版 作者:澳客网页版下载

  近日,美国科学家使用食用染料打印出了一个与人体肺部相似的复杂的管状物组织。研究小组使用水凝胶(一种聚合物凝胶)打印出模仿人体肺部功能的气囊,

  该团队的研究成果发表在《科学》杂志上,并刊登在封面上。这一研究表明身体中的较小复杂结构,如心脏和腿部的血管内瓣膜,也可以打印出来。

  另一项实验是生物工程师将含有肝细胞的生物打印结构植入小鼠体内,这些肝细胞在这个过程还能够保持活性。

  参与这项研究的华盛顿大学的助理教授凯利·史蒂文斯(Kelly Stevens)向《新闻周刊》解释说,“人体包含各种‘管道’网络组织,可以为我们体内的器官输送营养,并带走废物。”

  “身体中的许多管网都纠缠在一起,因此科学家很难通过3D打印进行复制。而我们新发现的方法使我们能够在3D打印出组织器官中多个纠缠在一起的管道网络组织。我们惊讶地发现,使用这种新方法可以打印出结构复杂的血管网络组织。”

  投影立体光刻技术是一种使用光和光反应树脂制造物体的3D打印方法,是实现打印血管组织的核心技术。该新技术把立体光刻设备用于人造器官的制造。它将水凝胶逐层打印成组织状结构,当液体水凝胶与蓝光接触时固化,在食用染料的帮助下吸收蓝光。

  参与这项研究的赖斯大学布朗工程学院的生物工程助理教授乔丹·米勒(Jordan Miller)博士在一份声明中解释说:“随着可以打印出多血管的组织和血管内结构,我们可以更加自由的设计人造器官组织。我们现在可以自由地制造身体中发现的许多错综复杂的结构。”

  史蒂文斯在一份声明中说:“如果我们能够打印出看起来像是我们体内健康组织的组织,那么它们在功能上的表现会更像那些组织吗?这是一个重要的问题,因为3D打印组织功能的好坏将影响疗法的成功程度。”

  史蒂文斯说肝脏是一个特别有趣值得研究的器官,因为它有500个功能,可能是大脑以外最繁忙的器官。“肝脏的复杂性导致目前没有任何人造器官可以取代其所有功能。生物3D打印的人体器官可能有一天会真正取代它。”但该团队的技术用于打印真正的人体器官还有一段距离。

  史蒂文斯告诉《新闻周刊》:“我们能实现的最小尺寸仍然是直径约0.3毫米。这仍然比身体中典型细胞的大小大两个数量级。所以我们需要继续提高我们的图案分辨率,我们认为通过打印方法和材料的不断创新,这是可能的。”

  “我们希望我们最终可以创造出3D打印的人体器官,可以作为的替代品。这是一个崇高的目标,我们实现这一目标仍有许多工作要做。但此时我们对这种可能性比以往任何时候都更加乐观。”

  普利茅斯大学口腔和牙齿健康研究副教授胡兵告诉《新闻周刊》:“这项研究显示了可打印合成生物材料的重大进展,因为目前3D生物打印领域的一个主要限制是水凝胶能够整合不同的细胞类型,特别是内皮细胞,那些排列在血管内表面的细胞。”

  “该研究中开发的材料和技术为创造人造组织、器官提供了新的可能性,特别是能够模拟出血管结构。我很想看到这项技术应用于唾液腺和牙齿再生等颅面研究领域。”

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