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布法罗大学研究团队开发快速3D打印技术

导言:2021年1月,南极熊曾报道过两篇关于3D打印器官的科研文章:清华-伯克利深圳学团队在3D打印器官研究领域取得重要成果和Nature Materials 评论| 生物打印更好的类器官。2021年3月5日,美国布法罗大学发布视频记录3D打印水凝胶手。

△布法罗大学3D打印水凝胶手

视频以快放形式记录了全长19分钟的打印过程,就像科幻小说一样,一台机器浸入一滩浅黄色粘稠液体中,抬起之后随之出现的是一个真人大小的“手”。以上过程是一种被称为立体光刻的3D打印方法,用水凝胶作为打印材料,快速制造仿生器官。这一项目是由前布法罗大学学生,现为西奈山伊坎医学院的博士后研究员Nanditha Anandakrishnan博士,以及现为Sprint Ray公司的研究员Hang Ye博士完成的。项目由美国国立卫生研究院国家生物医学成像和生物工程研究所资助,由布法罗大学工程与应用科学学院和Jacobs医学与生物医学学院提供额外资金。

△传统方法制造的手模型因脱水变形

项目文章于2021年2月15日发表在了《高级医疗材料》杂志上,文章介绍了一种快速水凝胶立体打印(FLOAT)方法。利用这种方法,科研人员可在数分钟内创建厘米大小的多尺寸固体水凝胶模型,这比行业标准速度快了10到50倍。不仅如此,文章称这种方法还能显着减少传统3D打印方法中因长时间暴露于环境应力中导致的模型变形和细胞损伤。

△FLOAT打印的手模型应对压力时的变化

使用传统的3D打印方法制作这只手需要六个小时,FLOAT的出现加速了3D打印生物器官的制造速度。研究人员称,这种方法特别适用于打印带有嵌入式血管网络的器官,还可以在模型中植入细胞。通过测试细胞存活和功能,科研人员还发现在模型中心进行介质灌注,可以维持较高的细胞活力和代谢功能。

△由黏性剂形成的另一种测试形状,注入了染料以显示静脉结构

这项研究现实了3D打印技术在生物制造领域的可行性,并有望成为未来人体组织和器官生产的核心部分。或许在不久的将来,这种生物技术可以挽救那些由于供体器官短缺而危在旦夕的无数生命。

参考阅读:

1. 清华-伯克利深圳学团队在3D打印器官研究领域取得重要成果

2. Nature Materials 评论| 生物打印更好的类器官

3. U at Buffalo researchers make miracle translucent yellowgoo

4. Rapid 3D printing method moves toward 3D-printed organs

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