這個(ge) BioP3技術是由布朗大學生物工程師Jeffrey Morgan和Warren Alpert醫學院和羅德島醫院手術研究員Andrew Blakely博士共同開發的。這個(ge) “BioP3”技術中的P3，代表“拾取（pick）、地點（place）和灌注（perfuse）”。這項技術借鑒了製造電子元器件的高速流水線上的“拾取、放置”原則——在流水線上電子部件被拾取，然後精確地放置到位，以便形成一個(ge) 整體(ti) 。

        而在BioP3技術中，用於(yu) 生成活體(ti) 器官的是包含了幾千到幾百萬(wan) 個(ge) 活細胞的3D微組織。該設備拾取大型、複雜的多細胞構建成部件，然後將它們(men) 輸送到一個(ge) 生成區，並精確將這些部件放置在所希望的位置，同時灌注他們(men) （即使用穩定、連續的液體(ti) 流，為(wei) 它們(men) 帶來營養(yang) 並帶走廢棄物）。

        “對於(yu) 我們(men) 來說，這是令人興(xing) 奮的，因為(wei) 它是一個(ge) 構建組織的新方法，很有可能用來製造器官——通過逐層將大型、複雜活體(ti) 部件層積在一起。”Morgan說。這種方法與(yu) 3D生物打印技術不同，後者被認為(wei) 最終能夠實現人體(ti) 器官的人工製造。當前的3D生物打印技術主要涉及植入細胞的生物材料的逐層沉積，每次隻能打印一滴。“我們(men) 的做法則要快得多，因為(wei) 它使用了預裝配好的活體(ti) 部件，該部件具有一定的功能形狀，而且每個(ge) 部件的低級都千倍於(yu) 單個(ge) 細胞。”Morgan說。

        Morgan的微成型技術將細胞植入無粘著力的微型模具，在微型模具裏不同類型的細胞自組裝成預定的形狀，例如球形、杆形、類似甜甜圈的環性或蜂窩狀，最終形成微組織。使用BioP3技術，科學家將有可能通過將活體(ti) 微組織結合起來構建出更大的組織。研究人員已經將關(guan) 於(yu) BioP3技術的論文發表在了最新一期的《Tissue Engineering Part C》裏。

        BioP3裝置看起來像一個(ge) 小小的透明塑料箱，一個(ge) 挑選出來的微組織被存儲(chu) 在中央腔室中。一個(ge) 噴嘴被連接到各種管子和一個(ge) 顯微鏡般的台子上，這個(ge) 噴嘴主要用來通過吸力拾取微組織。然後操作人員可以精確地移動各個(ge) 微組織部件到指定的地方，逐步建立一個(ge) 3D生物結構。該微組織被封閉在液體(ti) 和噴嘴內(nei) 的管道產(chan) 生液體(ti) 吸力，使得噴嘴能夠拾取、攜帶、釋放活體(ti) 微組織，並且不會(hui) 對它們(men) 造成任何損壞。

        經過一段時間，微組織結合在一起，形成了一個(ge) 單一的結構。“這個(ge) 項目特別吸引我的地方是，它是大尺寸組織工程領域中一種前所未見的全新方法。”Blakely說。

        該論文展示了Blakely創建的多個(ge) 不同的生物結構，包括一摞16個(ge) 甜甜圈環和一摞個(ge) 四個(ge) 蜂窩狀結構。其中這一摞蜂窩體(ti) 達到了一百萬(wan) 個(ge) 細胞，厚度超過2毫米，盡管這麽(me) 多細胞對於(yu) 一個(ge) 完整的器官而言仍然遠遠不夠，但證明了該蜂窩體(ti) 具有與(yu) 人類器官一致的器官密度。

生物工程化組織的蜂窩體(ti) 可以堆疊並組織成更大的活體(ti) 結構。 圖片：布朗大學

        該BioP3裝置的原型主要是從(cong) 家得寶購買(mai) 的零部件組裝而成的，成本不到200美元，但由於(yu) 它是手工操作，所以Blakely花了1個(ge) 小時才堆起來薄薄的16個(ge) “甜甜圈環”。開發人員希望以後這些過程能夠自動完成，不僅(jin) 能夠提高構建速度，而且可以獨立精確地組裝大型、高密度的組織。

        幸運的是，2014年9月份，研發團隊獲得了來自美國國家科學基金會(hui) 一筆140萬(wan) 美元、為(wei) 期三年的資助。研究人員將會(hui) 把這筆資金用於(yu) 實現該技術的自動化，並將其用於(yu) 研究如何構建大型的活體(ti) 組織、它們(men) 在較長一段時間裏將如何表現、以及他們(men) 的形狀將如何演變等。

        “我們(men) 隻是剛剛了解我們(men) 可以製造什麽(me) 樣的活體(ti) 組織，以及這種活組織如何用來設計結構中的血管網絡。”Morgan說。“製造一個(ge) 器官是生物醫學工程的巨大挑戰，我們(men) 已經朝著這個(ge) 方向邁出了顯著的一步。”