包括美國(guó)弗吉尼亞大學(xué)工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院在內(nèi)的研究團(tuán)隊(duì)，首次開(kāi)發(fā)出一種可“按需打印”且能與人體相容的器官構(gòu)建模塊。這將為研究各種疾病進(jìn)展和相應(yīng)療法帶來(lái)極大助力。研究成果發(fā)表在新一期《自 然·通訊》雜志上。 

該成果的關(guān)鍵是一種具有可控機(jī)械性能的生物材料，能與各種人體組織相匹配。與現(xiàn)有的生物打印技術(shù)相比，這是一個(gè)巨大飛躍。 

這種獨(dú)特的生物打印方法被稱為球形顆粒數(shù)字組裝（DASP）。該技術(shù)能將生物材料顆粒沉積在基質(zhì)中： 這些顆粒是聚合物水凝膠，通過(guò)調(diào)整單分子單體排列和化學(xué)鍵來(lái)模擬人體組織；而包裹在顆粒中的是真正的人體細(xì)胞；水基基質(zhì)則可構(gòu)建 3D 結(jié) 構(gòu)，并為細(xì)胞生長(zhǎng)提供合適的環(huán)境。 

與以往的水凝膠生物墨水相比， 這種新型顆粒毒性更小，對(duì)細(xì)胞的生物相容性更強(qiáng)，而且具有獨(dú)特的“雙網(wǎng)絡(luò)”結(jié)構(gòu)——由兩個(gè)相互交織的分子網(wǎng)絡(luò)形成，具有很強(qiáng)的機(jī)械強(qiáng)度， 但可模仿人體組織的物理特征。 

研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種多通道噴嘴，可以按需混合水凝膠成分。而且 這種“雙網(wǎng)絡(luò)”水凝膠生物墨水成型過(guò)程非常快，能在60秒內(nèi)從液滴變成彈性凝膠。 

通過(guò)這種最先進(jìn)的材料和控制技術(shù)，團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了“按需打印”類器官，產(chǎn)生的類器官可作為基于人體組織的3D細(xì)胞模型，用于研究多種疾病、組織建模并開(kāi)發(fā)全新療法。 

團(tuán)隊(duì)補(bǔ)充說(shuō)，如果將這種生物打印進(jìn)一步優(yōu)化，還有望用于人工器官移植、篩選候選新藥等。