3D打印生物組織的挑戰(zhàn)之一在于，在氧氣輸送血管長入材料之前，細(xì)胞可能會(huì)死亡。哈佛大學(xué)的科學(xué)家們正在解決這個(gè)問題，通過在其中加入藻類。在助理教授Y. Shrike Zhang的帶領(lǐng)下，研究人員首先將光合作用的Chlamydomonas reinhardtii藻類封裝在基于纖維素的生物墨水內(nèi)。然后，將含藻類的生物水槽和人類肝臟衍生細(xì)胞從針頭擠出到3D水凝膠基質(zhì)中。它們以蜂窩狀的方式沉積，類似于構(gòu)成肝臟的小葉結(jié)構(gòu)。

在光照下，藻類繼續(xù)產(chǎn)生氧氣，使細(xì)胞保持活力，甚至促使它們繁殖并產(chǎn)生肝臟特異性蛋白質(zhì)。同時(shí)，細(xì)胞釋放的二氧化碳讓藻類得以茁壯成長。

當(dāng)細(xì)胞生長并“接管”到足夠的程度后，通過引入一種被稱為纖維素酶的酶，將生物墨水（包括其中的藻類）去除。這就在生物墨水的地方留下了空的微通道，隨后被人類血管細(xì)胞填滿。結(jié)果，這些通道形成了血管。

研究人員希望該技術(shù)一旦得到進(jìn)一步的發(fā)展，最終可以生產(chǎn)出人類生物組織，用于研究和藥物測(cè)試等目的，甚至用于替換器官或其他身體部位。

“開發(fā)這樣一種賦形生物墨水，使初始氧合和隨后的血管在單個(gè)組織構(gòu)建中形成，以前還沒有報(bào)道過，”Shrike 說。“這是邁向成功的可行和功能性組織工程的關(guān)鍵一步。”

有關(guān)該研究的論文最近發(fā)表在《Matter》雜志上。
責(zé)編AJX