打印血管原料很简单,仅仅是水和糖
为了打印出具有相当厚度的组织,科学家们还必须要能够创建出维持组织器官持续生命力所需要的血管。在以前,生物打印技术可将组织层“打印”成中空的小管道作为组织的脉管系统。但是,Miller教授的研究团队却反其道而行之,事先在一个脉管系统模型里面设计出3D纤丝网络,一旦细胞在模型和模板外形成固态组织后,则可将模型移除。
Miller和他的团队解释说,糖被证实是理想的血管网络构建材料,因为糖具有一定硬度,可用于3D打印机,并且糖可以溶解在水中而不会对细胞带来毒害。研究人员用蔗糖、葡萄糖及葡聚糖的混合物加固结,然后再通过3D打印机打印出来。
研究人员将模板包被上可降解的、由玉米制得的多聚物,然后让糖模板溶解并经由他们设置的孔道从凝胶中流出。通过这种方法,研究者们可以在糖完全溶解后让营养物质流经血管结构。由于器官脉管具有不变的结构,这种方法为各种类型细胞和组织提供了扩展性的解决方案。这不仅意味着我们可以移植由我们自身细胞发育而来的器官,而且这些模板还具有另外一个巨大的好处,它们具高稳定性。
目前,Miller团队通过上述方法已经取得的阶段性的成功,研究人员已经打印出可以存活两周的部分器官组织。
可替换的耳朵和乳房
今年上半年,普林斯顿大学的研究人员通过将一台老式喷墨打印机进行改造,成功的打印出具有功能性的仿生耳朵,造价1000美元(约合人民币6000元)。研究人员表示,他们所创造出的仿生学耳朵在能力上要远远超过正常人的听觉,甚至可以听到无线电的频率,因为这个耳朵的组织是与电子技术结合在培养皿中生长。
科学家们选择的打印材料为水凝胶,一种在组织工程学中其支撑作用的化学物质,接着用3D打印机打印出仿生耳朵,然后将从小牛身上获取的细胞注入水凝胶中,接着加入一种含有纳米银粒子的聚合物,这种聚合物可以传播无线射频信号。最后将小牛细胞成长为软骨组织,并围绕一个线圈天线变硬。这样,一个仿生学耳朵就诞生了。