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美国科学家利用胶原蛋白3D打印非活体心脏

   生物3D打印一直是科学研究领域的重要内容,虽然全球各国都在致力于开发生物3D打印的有机材料,但想要打印出一个跳动的活体心脏仍然还有很长的路要走。


   本周,美国卡耐基梅隆大学(CMU)的研究人员在生物3D打印上取得了一些突破性进展,他们已经可以用特别改装的打印机打印出非活体心脏雏形和冠状动脉。

   CMU材料科学和生物工程副教授Adam Feinberg向我们阐释说:“现在我们可以利用磁共振成像技术得到这个心脏雏形和冠状动脉的图像,并采用胶原蛋白、纤维蛋白这样超级软的材料进行生物3D打印。”
   当前,科学家们面临的最大问题之一就是生物3D打印需要超级柔软的材料。因为金属和塑料可以通过层层打印,快速硬化,几乎没有塌陷的可能。而生物3D打印必定会面临这个问题。Feinberg说:“柔性材料就像果冻一样,很容易塌陷。因此我们研发了一种新型打印方法,将一种凝胶嵌入另一种凝胶,从而实现层层打印,减少塌陷的可能。”

   CMU的凝胶技术已经不是第一次被用于支撑柔性材料打印而成的脆弱3D组织。就在上个月,佛罗里达大学的科学家详细介绍了3D打印软性材料的方法,即使用一种水凝胶作为打印对象的支撑体,这种凝胶的外观很像消毒液,他们将其命名为Carbopol EDT 2020。
   既然如此,那么CMU的凝胶技术又有何新颖之处呢?到目前为止,他们的凝胶技术是世界上第一个使用胶原蛋白和纤维蛋白的。此外,他们的凝胶还易于融化,并且可以通过体温上升而移除,以此避免生物3D打印的器官对人体细胞产生潜在的危害。

   CMU的生物3D打印技术的一大优势是他们的打印成本很低。因为大多数生物3D打印都需要专门的打印机,成本普遍超过10万美金。而CMU的研究团队采用的是消费级3D打印机改装而成,为此,他们还成功设计出一系列开源硬件和软件以满足自己的需求。
   Feinberg补充道:“不仅成本低,通过开源软件可以实现参数的微调和优化,并最大限度地提高打印质量,加速新材料的开发和创新。”

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