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3D打印是怎么打印器官的?

三维-小鱼
2021-08-03 11:02:49

首先,我们需要设计好数字模型蓝图,而细胞就如同普通桌面打印机中的浆料一样,从针头中挤出,像盖房子一样逐层构建,形成预定形状。

但是,细胞和细胞之间没有粘结的话,一旦打印出来就会溃散,因此,一种叫做水凝胶的物质被用作支架,将细胞组装起来。

在打印的过程中,水凝胶可以维持组织或器官的形状,并将细胞包裹、粘接,有序的堆叠在一起。水凝胶可以被生物降解,没有生物毒性。

天然组织具有大量的管道结构,以供血液等多种液体在组织中流动。如果打印的组织或器官不具备管道空腔,那么细胞是无法存活的。

因此在水凝胶支架中预留部分空腔,有助于初期的给养和代谢。

当细胞存活并形成相对稳定的结构后,水凝胶支架就会被降解,并进一步形成供血管等管道发育生长的“空腔”。

“生物3D打印机”工作原理。墨盒中容许填充细胞和水凝胶。组织内部的空洞可供血管发育。图片来源:Hyun-Wook Kang,Sang Jin Lee, In Kap Ko, Carlos Kengla, James J Yoo, Anthony Atala. A 3Dbioprinting system to produce human-scale tissue constructs with structuralintegrity. Nature Biotechnology (2016) doi:10.1038/nbt.3413

这样,典型的“生物3D打印机”的“墨盒”中就将填充由细胞、水凝胶组成的生物“墨水”,在打印过程中,生物“墨水”就会逐层堆叠成对应组织的形状。

来源:科普中国

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