組織工程學具有巨大的潛力，可以克服器官移植不足和藥物篩選問題，並研究與(yu) 生物學功能有關(guan) 的分子現象，例如組織形態發生，傷(shang) 口愈合和炎症反應。最近，生物打印已經成為(wei) 製造複雜3D組織的先進方法之一。盡管3D生物打印具有巨大的潛力，但是當前的生物墨水和打印方法仍然存在一些缺點，這些缺點限製了打印彈性和高度血管化組織的能力。特別是由於(yu) 缺乏合適的具有高可打印性、生物相容性、仿生性和適當機械性能的生物油墨。因此，完全基於(yu) 3D生物打印的複雜仿生結構的製造仍然具有很大挑戰性。

為(wei) 了解決(jue) 這些缺點，來自美國加利福尼亞(ya) 大學的Sohyung Lee等人在《Advanced Materials》上發表題為(wei) “基於(yu) 重組人彈性蛋白的生物墨水用於(yu) 血管化軟組織的3D生物打印技術”的文章。在這項工作中證明了使用重組人原彈性蛋白作為(wei) 具有高度生物相容性和彈性生物墨水去製造複雜的軟組織的3D打印技術的可行性。

論文鏈接：

https://doi.org/10.1002/adma.202003915

作為(wei) 該概念的證明，本文對血管化的心髒構建體(ti) 進行生物打印，並在體(ti) 外和體(ti) 內(nei) 評估其功能。打印的結構體(ti) 顯示出內(nei) 皮細胞屏障功能和心肌細胞的自發搏動，這是體(ti) 內(nei) 心髒組織的重要功能。此外，打印的結構體(ti) 引起的炎症反應很小，並且將其皮下植入大鼠中時體(ti) 內(nei) 可有效地生物降解。綜上所述，這些結果證明了彈性生物墨水在打印3D功能性心髒組織中的潛力，而該3D功能性心髒組織最終可用於(yu) 心髒組織的替換。

圖1.GelMA / MeTro複合水凝膠的合成和力學表征示意圖

圖2.優(you) 化3D打印參數示意圖

圖3.使用MeTro / GelMA生物墨水對充滿細胞的彈性結構進行3D生物打印的過程

圖4.3D打印血管化心髒構建體(ti) 的體(ti) 外功能和體(ti) 內(nei) 生物相容性評估示意圖

在這項工作中，首次展示了重組人原彈性蛋白與(yu) 明膠結合作為(wei) 3D生物打印的彈性生物墨水的用途。兩(liang) 種生物聚合物的協同締合可以實現具有高細胞活力的高分辨率打印。作為(wei) 製造完全3D打印的人工組織的概念的證明，對血管化的心髒組織構建體(ti) 進行3D打印並在體(ti) 內(nei) 和體(ti) 外進行表征。打印的構建體(ti) 表現出內(nei) 皮屏障功能和心髒細胞的自發搏動，這是體(ti) 內(nei) 心髒組織的重要功能。此外，打印的構建體(ti) 引起的炎症反應最小，並且當在大鼠中皮下植入時顯示其在體(ti) 內(nei) 可生物降解。綜上所述，本文的結果證明了MeTro / GelMA生物墨水在打印複雜的3D功能性心髒組織中的潛力，這些組織最終可用於(yu) 心髒置換技術。

展望

3D打印對於(yu) 工程化整個(ge) 器官具有廣闊的前景，但仍然存在挑戰。這些包括對生理上相關(guan) 數量的細胞的需求，以及使用分級血管網絡打印複雜的人類規模組織的可擴展方法。這項工作中介紹的血管化心髒構造已證明我們(men) 可以製造基友天然組織的結構和功能特性的小組織。在臨(lin) 床上，應通過使用相關(guan) 的動物模型（例如，心肌梗塞模型）來評估充滿細胞的心髒組織的治療價(jia) 值。我們(men) 設想將我們(men) 的方法與(yu) 模塊化組織設計相結合，將能夠在臨(lin) 床相關(guan) 規模上製造複雜的多功能組織。