烏(wu) 得勒支大學的一個(ge) 研究小組使用新開發的3D生物打印方法成功製造了肝髒。

通過可見光斷層掃描，該打印方法通過使細胞“透明”來成功打印微型幹細胞單元，這意味著它們(men) 保留了肝髒的分解和執行生物過程的能力。

在不到 20 秒的時間內(nei) 打印出來，肝髒單元能夠模擬天然肝髒在我們(men) 體(ti) 內(nei) 執行的關(guan) 鍵毒素消除過程，並可以為(wei) 再生醫學和個(ge) 性化藥物測試開辟新的機會(hui) 。

超快體(ti) 積3D生物打印

烏(wu) 得勒支團隊在2019年首次展示了他們(men) 的體(ti) 積生物打印技術，創造了自由形式的組織結構。該方法不同於(yu) 當前的生物打印工藝，後者基於(yu) 逐層沉積和重複構建模塊的組裝，例如載有細胞的水凝膠和支架。

取而代之的是，體(ti) 積生物打印方法涉及將一係列2D光圖案投射到一個(ge) 圓柱形容器中，該容器充滿了細胞負載的光響應水凝膠，從(cong) 而觸發聚合。無層、無噴嘴技術的主要優(you) 點之一是它不會(hui) 對細胞造成有害的機械應力，並且還能夠快速製造組織。

2019年的工作促成了體(ti) 積3D生物打印機製造商Readily3D的分拆，該公司去年宣布參與(yu) 歐洲ENLIGHT項目。 Readily3D在耗資360萬(wan) 歐元的項目中發揮了自己的作用，該項目旨在3D打印人體(ti) 胰腺的活體(ti) 模型，以改進糖尿病藥物的測試。

體(ti) 積生物打印的新突破

在他們(men) 最近的工作中，烏(wu) 得勒支團隊在他們(men) 的體(ti) 積3D生物打印技術的開發中取得了幾個(ge) 關(guan) 鍵的裏程碑。該團隊專(zhuan) 注於(yu) 克服體(ti) 積打印的主要限製，例如由於(yu) 細胞引起的光散射而導致的分辨率損失。

由於(yu) 體(ti) 積打印依賴於(yu) 3D中光的精確圖案化，因此通常隻能在高度透明的材料中實現。高濃度的細胞會(hui) 散射光，這會(hui) 顯著阻礙某些打印。

為(wei) 了對抗這種影響，研究人員開發了一種新的材料配方，使用醫學中常用的生物友好型化合物碘克沙醇作為(wei) 造影劑，它基本上使細胞“透明”。這使團隊即使在細胞密度高的情況下也能實現高打印保真度，這是組織工程應用的關(guan) 鍵要素。

該團隊通過3D打印類器官在不到 20 秒的時間內(nei) 成功製造了超過 1 cm³ 的功能性肝髒單元。類器官是由幹細胞製成的大約 1mm的微型單元，可以複製其參考組織的各個(ge) 方麵，在這種情況下，是人類肝髒的解毒能力。

類器官本身不能輕易組裝成模擬人體(ti) 器官所需的大型結構，因此它們(men) 在臨(lin) 床環境中的使用能力有限。安全光的使用和研究人員體(ti) 積生物打印過程的非接觸性，加上其快速的製造速度，確保了類器官的安全並使其保持活力。

Utrecht團隊能夠將類器官3D打印到不同的結構中，以提高它們(men) 作為(wei) 肝髒工作的能力，證明生物打印是一種能夠改善打印結構和天然組織之間功能相似性的技術。通過研究，他們(men) 證明了他們(men) 的印刷結構提高了類器官解毒和消除對人體(ti) 有害的化合物的能力。

研究人員還能夠創造出不同的多孔結構，這些結構可以注入營養(yang) 物質，以取代血管的作用。根據烏(wu) 得勒支大學副教授Riccardo Levato 博士的說法，生物打印的肝髒單位“為(wei) 再生醫學和開發新的患者特定模型以研究針對肝病的新藥開辟了新的機會(hui) 。”

3D生物打印器官的進展

盡管生物打印近年來取得了許多進展，但3D打印可行的、可移植的人體(ti) 器官仍有很長的路要走。這麽(me) 說，幾家公司正在朝著正確的方向加速該技術的發展。

例如，工業(ye) 3D打印機製造商3D Systems在宣布其 Print to Perfusion平台“取得巨大進展”後，在過去一年中加大了生物製造活動的力度。不久之後，該公司以 4 億(yi) 美元的價(jia) 格收購了生物技術公司Volumetric Biotechnologies，這將使該公司的人肺支架研究擴展到另外兩(liang) 個(ge) 器官，以及研究其他血管組織。

上個(ge) 月，以色列再生醫學公司Matricelf與(yu) 特拉維夫大學就其正在申請專(zhuan) 利的3D生物打印技術簽署了一項獨家全球許可協議。該技術涉及用於(yu) 再生體(ti) 內(nei) 受損器官和組織的生物打印植入物，並且已被用於(yu) 治療小鼠的癱瘓。

最近，生物工程初創公司Trestle Biotherapeutics獲得了一種能夠生產(chan) 功能性人體(ti) 腎髒組織的新型3D生物打印技術的許可。該方法最初是在哈佛大學開發的，將用於(yu) 製造腎細胞移植，以幫助人們(men) 擺脫透析，並在未來可能獲得完整的器官。