清華大學(xué)近日在材料領(lǐng)域知名期刊《先進(jìn)材料》上發(fā)表新成果——通過一種逐級(jí)懸浮3D打印技術(shù)，快速構(gòu)建復(fù)雜外部結(jié)構(gòu)和內(nèi)部血管網(wǎng)絡(luò)的組織器官。基于新科技，清華機(jī)械系副教授熊卓、副研究員張婷課題組成功打印了一顆含可灌注血管網(wǎng)絡(luò)的心室模型，有望加速工程化組織器官在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的轉(zhuǎn)化應(yīng)用。

　　近年來(lái)，醫(yī)學(xué)領(lǐng)域一直在探索通過復(fù)雜組織和器官的體外功能化重建來(lái)救治患者的新方法。然而，現(xiàn)有生物3D打印技術(shù)仍有局限。以心臟構(gòu)建為例，現(xiàn)有技術(shù)雖可打印構(gòu)建復(fù)雜的心臟腔室結(jié)構(gòu)，但難以重現(xiàn)對(duì)心臟功能具有重要作用的心血管系統(tǒng)及其他脈管系統(tǒng)，使得打印出的心臟模型徒具外形、缺乏內(nèi)在“靈魂”，無(wú)法發(fā)揮真正的心臟功能。

　　清華這項(xiàng)新技術(shù)分級(jí)實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜器官“內(nèi)魂”的精準(zhǔn)還原。熊卓介紹，第一級(jí)打印時(shí)，團(tuán)隊(duì)在懸浮介質(zhì)中打印生物墨水，獲得組織和器官的復(fù)雜外部結(jié)構(gòu)。第二級(jí)打印時(shí)，將可沖洗的犧牲墨水打印到初次打印但未交聯(lián)的結(jié)構(gòu)中，獲得自由形態(tài)的血管網(wǎng)絡(luò)；待打印結(jié)構(gòu)定型后，通過去除懸浮介質(zhì)和犧牲墨水獲得含自由血管網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜器官。

　　技術(shù)的關(guān)鍵在于使用一種能夠同時(shí)作為打印墨水和懸浮介質(zhì)的生物材料。研究采用課題組前期開發(fā)的微凝膠雙相生物墨水，其在較寬的溫度范圍內(nèi)表現(xiàn)出良好的自愈合特性，是理想的“墨水材料”。“我們成功打印構(gòu)建了含可灌注血管網(wǎng)絡(luò)的心室模型，這是現(xiàn)有生物3D打印技術(shù)所無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。”熊卓說，新技術(shù)還能顯著縮短復(fù)雜器官的打印時(shí)間，有助于提高打印活性，為復(fù)雜器官的體外打印構(gòu)建提供了新的解決思路。