宾夕法尼亚州立大学研究人员3D打印多孔组织

3D生物打印需要解决很多问题，才能看到像3D打印器官移植这样的东西。存在的问题是弄清楚如何在打印或工程化组织中生长血管，但宾夕法尼亚州立大学的研究人员发现了一种替代方法，即产生具有微孔的组织，允许营养和氧气扩散到核心中。

Ibrahim T. Ozbolat

工程科学与力学副教授Ibra.T. Ozbolat说：“制造组织的问题之一是我们不能使它们变大。如果养分和氧气不能进入细胞，细胞就会死亡。”

据研究人员称，用微孔创建组织构建块是血管化或组织内血管生长的替代方法。他们将构建块称为“多孔组织链”。他们从人类脂肪衍生的干细胞开始，并与海藻酸钠成孔剂混合。来自海藻的海藻酸钠可以被打印成微小的颗粒，当溶解时，在组织的织物中留下洞或孔。研究人员使用干细胞和海藻酸钠来对未分化组织进行3D打印，然后通过3D打印将它们彼此相邻和顶部组合以形成组织块。

研究人员随后将组织暴露于化学混合物中，这种混合物导致干细胞分化，使细胞变成骨骼或软骨。孔允许流体流向所有干细胞。根据研究人员的说法，在至少三周的时间里，这些链能够保持25%的孔隙率和85%的孔隙连通性。

“这些贴片可以植入骨骼或软骨中，这取决于细胞的种类。”Ozbolat说，“它们可用于骨关节炎、鼻中隔软骨等整形外科补片、膝盖修复以及其他骨或软骨缺损。”

软骨往往比骨更容易生产，因为在人体中，软骨没有血管穿过。然而，一些骨骼是天然多孔的，因此工程化组织中的孔隙度意味着修复或替换天然骨骼的潜力更大。目前只能制作微小的组织块，但它们比在支架上生长人造组织更容易制造。

该研究记录在一篇题为“多孔组织链：用于可扩展组织制造的无血管构建块”的论文中。这项工作在骨骼和软骨再生方面具有很大的潜力，研究人员也正在考虑将他们的技术应用于肌肉、脂肪和其他组织。

该论文的作者包括Yang Wu，Monika Hospodiuk，Weijie Peng，Hemanth Gudapati，Thomas Neuberger，Srinivas Koduru，Dino J. Ravnic和Ibrahim T. Ozbolat。