生物 3D 打印将有望帮助骨髓受伤病人恢复健康

一直以来,在科幻小说中描绘的构建肉体一直都是人类的梦想,比方说《第五元素》中的红发女莉露和《星球大战》中卢克·天行者的手臂。然而,现实想要追上幻想依旧需要一段不短的距离,但是有了生物 3D 打印之后,情况就发生变化了,它所研究的方向正是对身体组织的打印。

近日,来自美国密歇根理工大学研究员就开发出了一款能用来打印人工脑神经组织的生物 3D 打印机。密歇根理工大学纳米医学与纳米电子学实验室主管、机械工程与生物医学工程副教授图洛·苏库法说,神经再生是生物医学工程难题。人一出生就有了所有神经细胞,神经细胞一旦损坏就无法很好恢复。但如今,纳米技术仿生材料已能帮助脊髓受伤的病人,让他们损坏的神经获得再生。目前已有一些设备能极为精确地打印出整个器官,但其体积过大,研究人员希望把这些巨大设备变得小巧灵活,就像小型打印机。

密歇根理工大学研究人员开发的这款小型 3D 打印机能放在一张老式课桌上,就像一个去掉了前盖和两侧的烤面包机,不锈钢圆盘外环绕着金属框架,被紫外线灯照着,背面有液压系统和管线。3D 打印机的“墨盒”中有一个大注射器,里面装着一种红色胶状液体。只要给它装上针式打印头,即可拿出电脑,打印组织支架。

生物组织 3D 打印的关键是要有合适的“生物墨水”。神经需要生物兼容组织作为细胞支架,而细胞膜质纳米晶体有极佳的机械性质,非常适合。此外,神经的功能是传递电脉冲,支架还要能导电。为此研究人员在打印材料中加了石墨烯,造出一种生物兼容性石墨烯—结合聚合体,将它们融化成胶状,能在打印压力下迅速流出。

研究人员表示,他们计划再研究一套精简适用的方法,用于打印神经细胞。同时他们也希望所开发材料能有更广泛用途,不止于神经再生。