將各種功能細(xì)胞注入3D打印機(jī)，精準(zhǔn)構(gòu)建血管、尿道等復(fù)層空腔組織，這是科學(xué)創(chuàng)意還是現(xiàn)實(shí)？近日，上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬仁濟(jì)醫(yī)院整形外科皮慶猛博士在國際生物材料知名雜志《先進(jìn)材料》上在線發(fā)表論文，揭示3D生物打印已經(jīng)實(shí)現(xiàn)空腔組織打印且打印后細(xì)胞能夠長期存活。

該研究通過采用自行研發(fā)的同軸多通道生物打印系統(tǒng)（MCCES）可調(diào)控性構(gòu)建復(fù)雜空腔組織設(shè)計理念，實(shí)現(xiàn)了不同亞層結(jié)構(gòu)一次性同步準(zhǔn)確打印構(gòu)建的設(shè)想。該研究系統(tǒng)有望用于實(shí)現(xiàn)復(fù)雜空腔組織或器官的精準(zhǔn)構(gòu)建，尤其對需要空腔器官或組織移植的患者，是一種新的獲取供體的形式。此外，該研究成果有望用于體外血管、腸道、泌尿系統(tǒng)等空腔臟器疾病模型模擬、藥物篩選、組織移植替代物等諸多領(lǐng)域。

3D生物打印難在哪里？皮慶猛介紹，生物打印需要考慮非常多的因素，比如：打印材料的細(xì)胞相容性、力學(xué)強(qiáng)度、材料毒性、打印可塑性、孔隙率、降解速率等。皮慶猛比喻，打印實(shí)體組織相當(dāng)于烤一個實(shí)心的面包，打印復(fù)層的空腔組織，相當(dāng)于烤一個空心的面包，這個空心還要分不同的夾層，可以一層奶油一層藍(lán)莓醬，也可以一層芝士一層草莓醬，層與層緊緊貼合又能彼此分開。相對于一般的3D打印，生物打印需要全過程控制細(xì)胞活力，保護(hù)細(xì)胞不受傷害；其次空腔內(nèi)的不同功能細(xì)胞在各個層面能夠均勻分布，更符合人體正常結(jié)構(gòu)。

他們的研究還證實(shí)，通過控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)單層結(jié)構(gòu)、雙層結(jié)構(gòu)在同一根管腔結(jié)構(gòu)反復(fù)切換的設(shè)想。將血管細(xì)胞（內(nèi)皮細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞）、尿道細(xì)胞（上皮細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞）分別與復(fù)合水凝膠混合后，利用MCCES打印復(fù)層管腔組織。體外培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞活力在80%以上，細(xì)胞在水凝膠支架材料上可以充分鋪展生長，表達(dá)血管內(nèi)皮細(xì)胞（CD31/VE-Cadherin)和血管平滑肌細(xì)胞（SMA）等特異標(biāo)志物。（特約記者袁蕙蕓 通訊員葉佳琪）

原標(biāo)題：3D生物打印可構(gòu)建復(fù)雜器官