在生物3D打印技術(shù)的研發(fā)過程中，盡管充滿細(xì)胞的生物打印結(jié)構(gòu)在人體組織和器官移植中具有巨大潛力,，但該技術(shù)仍然被打印速度,、打印分辨率以及對(duì)體系結(jié)構(gòu)復(fù)雜性等方面限制，無法被廣泛使用,。近期瑞典隆德大學(xué)的研究人員開發(fā)了一種新型3D可打印生物墨水,，可以使人體器官的3D打印距離現(xiàn)實(shí)更進(jìn)一步。

rECM水凝膠的生物相容性和血管生成潛力

該校副教授和該研究的高級(jí)作者達(dá)西·瓦格納（Darcy Wagner）和她的團(tuán)隊(duì)首先將海藻的藻酸鹽與肺組織的細(xì)胞外基質(zhì)結(jié)合起來,，形成了生物墨水,。然后將生物墨水中載有在人氣道中發(fā)現(xiàn)的干細(xì)胞，并進(jìn)行3D打印以形成模仿這些氣道的復(fù)雜且機(jī)械穩(wěn)定的組織構(gòu)造,。

瓦格納說：“我們從制造小管開始,，從小做起,，因?yàn)檫@是氣道和肺血管中都存在的特征?！?“通過將我們的新型生物墨水與從患者氣道分離的干細(xì)胞一起使用,，我們能夠?qū)哂卸鄬蛹?xì)胞并隨時(shí)間保持開放的小氣道進(jìn)行生物打印?！?/p>

3D打印構(gòu)造包括可灌輸?shù)墓茏雍头种ЫY(jié)構(gòu),，這些結(jié)構(gòu)和分支結(jié)構(gòu)跨越了人體組織的解剖長(zhǎng)度尺度，并且不需要外部支撐結(jié)構(gòu),。生物墨水中細(xì)胞外基質(zhì)的存在有助于增強(qiáng)人類祖細(xì)胞（干細(xì)胞的后代,，它們進(jìn)一步分化以形成專門的細(xì)胞類型）的存活，從而實(shí)現(xiàn)生物印刷過程中組織特異性細(xì)胞的分化和植入物中血管的形成移植部位,。

對(duì)于移植部位,，研究小組使用了一種小鼠模型，該模型與器官移植患者的免疫抑制作用非常相似,。免疫抑制是指免疫系統(tǒng)無法正常運(yùn)行的狀態(tài),，這可能是由諸如此類的醫(yī)療程序引起的。

根據(jù)Wagner的說法,，由開發(fā)的生物墨水形成的3D打印構(gòu)造物可抑制異物反應(yīng),，具有促血管生成作用并支持血管形成。這是由于生物墨水在印刷過程中和印刷過程之后均能保持其生物活性的結(jié)果,。

“這些下一代生物墨水還支持氣道干細(xì)胞成熟為成年人類氣道中發(fā)現(xiàn)的多種細(xì)胞類型,，這意味著需要打印的細(xì)胞類型更少，從而簡(jiǎn)化了打印由多種細(xì)胞類型組成的組織所需的噴嘴數(shù)量,，”她解釋,。

人類來源的rECM水凝膠可作為呼吸道的生物墨水

為了團(tuán)隊(duì)繼續(xù)研究和改進(jìn)他們新開發(fā)的生物墨水，需要進(jìn)一步提高3D生物打印的分辨率,。更高分辨率的打印將使研究人員能夠3D打印更多的遠(yuǎn)端肺組織和肺泡,，這對(duì)于氣體交換至關(guān)重要，并使完全3D打印的肺部更加接近現(xiàn)實(shí),。

瓦格納表示：“我們希望可用的3D打印機(jī)的技術(shù)進(jìn)一步改進(jìn),，以及生物墨水的進(jìn)一步發(fā)展，將能夠?qū)崿F(xiàn)更高分辨率的生物打印,，以便工程化將來可用于移植的更大的組織,，”她說?！拔覀冞€有很長(zhǎng)的路要走,。”

(7651355)