將各種功能細(xì)胞注入打印機(jī)，精確構(gòu)建分層腔體組織是科學(xué)理念還是現(xiàn)實(shí)？上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬仁濟(jì)醫(yī)院15日披露，該院整形外科醫(yī)生皮慶猛博士的研究揭示3D生物打印實(shí)現(xiàn)了腔體組織打印，細(xì)胞可長(zhǎng)期存活打印后。

皮慶猛的研究有望用于實(shí)現(xiàn)復(fù)雜腔內(nèi)組織或器官的精確構(gòu)建，特別是對(duì)于需要腔內(nèi)器官或組織移植的患者。這是一種新的捐贈(zèng)者獲取形式。研究成果也有望應(yīng)用于血管、腸道、泌尿系統(tǒng)等中空器官的體外疾病模型模擬、藥物篩選、組織移植替代品等多個(gè)領(lǐng)域。

國(guó)際知名生物材料期刊《AdvancedMaterials》在線發(fā)表了皮慶猛題為“DigitalAdjustableMicrofluidicBioprintingofMulti-LayeredRingTissues”的研究論文。據(jù)了解，哈佛醫(yī)學(xué)院的YuShrikeZhang教授和加州大學(xué)洛杉磯分校的AliKhademhoseini教授為共同通訊作者。這項(xiàng)研究意味著中國(guó)的3D生物打印技術(shù)正在逐步與世界接軌。

生物3D打印有哪些難點(diǎn)？皮慶猛介紹，生物打印需要考慮很多因素，比如打印材料的細(xì)胞相容性、機(jī)械強(qiáng)度等。與一般實(shí)體組織相比，空腔組織的構(gòu)建更為復(fù)雜，不僅需要多細(xì)胞成分，還涉及不同的亞層細(xì)胞類型和功能。這項(xiàng)研究證實(shí)，3D生物打印可以通過(guò)新的設(shè)計(jì)系統(tǒng)快速、準(zhǔn)確、單獨(dú)地構(gòu)建血管、尿道等含有不同功能細(xì)胞的分層腔組織，組織結(jié)構(gòu)清晰。

皮慶猛博士比喻，打印實(shí)體組織相當(dāng)于烤實(shí)心面包，打印多層空腔組織相當(dāng)于烤空心面包。這個(gè)空心必須分成不同的夾層，并且各層必須緊密地貼合在一起。彼此分開(kāi)。與一般3D打印相比，生物打印需要全程控制細(xì)胞活力，保護(hù)細(xì)胞免受損傷；其次，腔內(nèi)不同功能的細(xì)胞可以均勻分布在各個(gè)層面，這更符合人體的正常結(jié)構(gòu)。

研究還證實(shí)該控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)同一管腔結(jié)構(gòu)中單層結(jié)構(gòu)和雙層結(jié)構(gòu)反復(fù)切換的思想。將血管細(xì)胞和尿道細(xì)胞分別與復(fù)合水凝膠混合后，使用MCCES打印分層管腔組織。體外培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)細(xì)胞活力達(dá)80%以上，細(xì)胞能在水凝膠支架材料上充分鋪展、生長(zhǎng)、表達(dá)。具體標(biāo)記。