導(dǎo)讀

　　雖然看起來(lái)像是科幻小說(shuō)，但3D生物打印可替代人體器官，并正迅速成為現(xiàn)實(shí)，有可能為再生醫(yī)學(xué)做出巨大貢獻(xiàn)。然而，在真正應(yīng)用之前，“生物打印”仍面臨許多技術(shù)挑戰(zhàn)。如何讓操作更簡(jiǎn)單?大阪大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)了一種方法，那就是利用特殊的酶讓生物墨滴粘在一起。

　　相對(duì)于非生物材料類的打印技術(shù)，3D生物打印因其原材料的復(fù)雜性(活的生物細(xì)胞)和預(yù)設(shè)的在人體內(nèi)的應(yīng)用(替代或補(bǔ)足病人體內(nèi)缺陷組織或器官)，實(shí)現(xiàn)難度目前仍相對(duì)較大。這其中包括打印輔助材料、所要打印的細(xì)胞、細(xì)胞生長(zhǎng)分化因子的合理配置、細(xì)胞養(yǎng)分的補(bǔ)充等等因素都要合理的考慮進(jìn)去，才能保證打印出的生物組織或器官在體內(nèi)或體外維持較長(zhǎng)時(shí)間的生物活性和功能。

　　迄今為止已經(jīng)證明最有希望的生物打印方法是使用特殊的“生物墨水”，其被擠出以形成用于有機(jī)組織生長(zhǎng)的支架。墨水中充滿干細(xì)胞，其可被誘導(dǎo)以特定方式分化，形成特定類型的組織。然而，平衡墨水的自粘附性與其流速以及與特定細(xì)胞類型的兼容性仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)。

　　大阪大學(xué)的研究人員基于以前的工作，開(kāi)發(fā)了一種以酶為驅(qū)動(dòng)的方法，將生物墨滴粘在一起，從而可以打印出復(fù)雜的生物結(jié)構(gòu)。研究結(jié)果發(fā)表在《Macromolecular Rapid Communications》雜志上。

　　這種酶叫做辣根過(guò)氧化物酶(horseradish peroxidase)，可以在氧化劑過(guò)氧化氫的存在下，使添加的聚合物的苯基之間建立交聯(lián)。目前，海藻酸鈉是噴墨打印的主要膠凝劑，但與某些細(xì)胞類型存在一定的相容性問(wèn)題。雖然過(guò)氧化氫本身也會(huì)損傷細(xì)胞，研究人員仔細(xì)地調(diào)整了細(xì)胞和過(guò)氧化氫之間的輸送，以限制它們的接觸，從而保持細(xì)胞存活。

　　第一作者Shinji Sakai表示：“打印任何一種組織結(jié)構(gòu)都是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，生物墨水必須具有足夠低的粘度，才能流經(jīng)噴墨打印機(jī)，而且印刷時(shí)還需要迅速形成高粘膠狀的結(jié)構(gòu)。我們的新方法在避免海藻酸鈉的同時(shí)，還滿足了這些要求。

　　90%以上的細(xì)胞在這種方式制備的測(cè)試凝膠中是可行的。許多復(fù)雜的測(cè)試結(jié)構(gòu)也可以從不同類型的細(xì)胞中生長(zhǎng)出來(lái)。

　　共同作者M(jìn)akoto Nakamura說(shuō)：“誘導(dǎo)多能干細(xì)胞技術(shù)的進(jìn)步使我們有可能誘導(dǎo)干細(xì)胞以多種不同的方式分化?，F(xiàn)在我們需要新的支架，這樣我們就可以打印和支持這些細(xì)胞，從而實(shí)現(xiàn)全功能器官的3D打印。我們的新方法是非常靈活的，應(yīng)該幫助所有致力于這個(gè)目標(biāo)的團(tuán)隊(duì)。

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