打印一颗心!人造器官再现奇迹( 二 )

胶原蛋白是一种十分理想的生物材料。因为这类蛋白质本身就是人体主要的结构蛋白,是细胞外基质的主要成分。它们有足够的机械强度,为细胞和组织成分提供结构空间。Andrew Hudson博士是这项研究的共同一作,用他的话说,“人体几乎每个组织都由胶原蛋白构成”。

尽管如此,要用天然的胶原蛋白做3D打印的生物墨水,还有难题需要解决。“它是液态的,假如你想在空气中把它打印出来,那么你只会在制作平台上得到一滩水。”Hudson博士解释。

打印一颗心!人造器官再现奇迹

▲该研究的负责人Adam Feinberg教授(图片来源:卡耐基梅隆大学)

如何让胶原蛋白保持完整的组织形状,还要达到高分辨率和高保真度?为此,Adam Feinberg教授领衔的研究团队开发了一种新技术,他们将其命名为“新鲜”(FRESH),全称是“悬浮水凝胶的自由可逆式嵌入”(Freeform Reversible Embedding of Suspended Hydrogels)技术。

这种3D打印技术以明胶作为支撑床,特定浓度的胶原蛋白从灵活的打印喷嘴中挤出后,可以在支撑胶中逐层沉积和凝固。等到打印完成,研究人员把温度从室温调整到体温,就可以让支撑用的明胶融化,同时让打印出来的胶原蛋白结构、嵌入胶原蛋白中的细胞保持完好。

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