科學家研究出3D打印微器官新技術

3D打印機再也不是僅僅能製造一些塑料小玩意兒了——科學家稱裝填胚胎幹細胞的3D打印結構將來可能幫助醫生製造器官移植病人所需的微器官。來自人類胚胎的胚胎幹細胞可以發育成各種人體細胞，如腦細胞、心臟細胞和骨細胞。因此它們很適合用於再生醫學——修復或代替受損的細胞、組織、器官。

科學家通常用各種生物因素誘導胚胎幹細胞轉變成特定的組織形態——這一過程稱為分化。這一過程開始時細胞形成名為胚體的球狀團塊，胚體是模仿胚胎髮育早期的一種活性形態。

現有研究表明胚胎幹細胞生長的最佳條件不是平平的培養皿，而是模擬人體的3D環境。最近，科學家發展了一種胚胎幹細胞3D打印機。3D打印機沉積材料層，就像普通打印機噴墨一樣，只是它能在一層材料上堆疊另一層材料，搭建3D物體。

過去，胚胎幹細胞3D打印機只能製造平面排列或簡單的堆積，這被稱為細胞“石筍”。如今，研究者聲稱他們首次開發出能夠打印3D結構的方法，用以裝填胚胎幹細胞。

合作研究者Wei Sun目前是北京清華大學（Tsinghua University）和費城德雷塞爾大學（Drexel University）的機械工程教授，他告訴LiveScience：“我們可以在可控條件下用3D打印技術製造胚體，生產一模一樣的胚胎幹細胞模塊。”

Sun補充道：“理論上這些模塊可以像樂高積木一樣搭建組織甚至微器官。”

實驗中，研究者同時還用水凝膠打印了小鼠胚胎幹細胞，這種材料與軟性隱形眼鏡的材料屬同類。由於胚胎幹細胞比較脆弱，科學家必須就可能保護它們——例如，找到最適宜的温度及增大打印噴嘴。

根據最新研究，90%的細胞能夠在打印過程中存活下來。研究者稱這些細胞會在水凝膠支架中增殖成胚體，還會分泌健康胚胎幹細胞才會分泌的蛋白。科學家還能將水凝膠溶解獲得胚體。

胚體的尺寸和單分散性會強烈影響將會變成的細胞類型。研究者稱他們的新技術與現有技術相比，能更好的控制胚體的尺寸和單分散性。

Sun在一份聲明中稱：“製備好的胚體很純淨，可以作為組織生長非常好的起點。能在可控條件下生產胚體非常令人興奮。”

北京清華大學（TsinghuaUniversity）的副教授，該研究的合作者Rui Yao稱：“我們的下一步工作是研究怎樣通過改變打印和結構參數來調整胚體的尺寸，以及怎麼通過改變胚體尺寸來製造不同種類的細胞。”

長遠來看，研究者想同時打印不同種類的胚體。Yao説：“這樣能夠促進臨近的不同細胞同時生長，為在實驗室生長微器官奠定基礎。”