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賓州州立大學(xué)的最新進(jìn)展允許3D打印的多孔組織。制造活組織的最大障礙之一是復(fù)制血管和多孔紋理。 3D打印非常適合創(chuàng)建那些復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，因?yàn)槎喾N材料可以混合或定位在特定的幾何形狀中，甚至在物體的內(nèi)部。盡管如此，即使使用3D打印，仍然存在障礙，其中之一就是尺寸。

賓夕法尼亞州立大學(xué)工程科學(xué)與力學(xué)副教授Ibrahim Ozbolat解釋說(shuō)：“組織制造的一個(gè)問(wèn)題是我們不能讓它們變大。如果營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和氧氣無(wú)法進(jìn)入，細(xì)胞會(huì)死亡。”由于創(chuàng)造血管的科學(xué)仍處于初期階段，大多數(shù)制造的組織保持足夠小，研究人員可以在需要的地方手動(dòng)提供營(yíng)養(yǎng)。如果一塊組織體積很大，很難將營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)輸送到組織的核心。

如果研究人員正在研究干細(xì)胞，同樣的問(wèn)題會(huì)阻止內(nèi)部細(xì)胞暴露于觸發(fā)分化為所需細(xì)胞類(lèi)型的化合物。多孔結(jié)構(gòu)將模擬血管的工作，允許氧氣，營(yíng)養(yǎng)物和其他相關(guān)化合物在整個(gè)組織中循環(huán)，因此研究人員開(kāi)發(fā)了來(lái)自海藻的人類(lèi)脂肪和海藻酸鈉成孢素的干細(xì)胞混合物，海藻酸鈉在組織中形成微小顆粒，在3D打印后溶解，留下組織中的小孔。

使用該方法，可以組合由未分化細(xì)胞組成的3D打印組織鏈以形成貼片，然后可以將其分化成特定細(xì)胞，如研究中測(cè)試的骨和軟骨。多孔結(jié)構(gòu)成功地將分化觸發(fā)劑遞送至所有干細(xì)胞并且維持孔連通性為85％，持續(xù)三周。

該方法可以改善各種醫(yī)學(xué)治療。 “這些貼片可以植入骨骼或軟骨中，取決于它們是哪種細(xì)胞，”O(jiān)zbolat說(shuō)。 “它們可用于骨關(guān)節(jié)炎，整形手術(shù)的貼片，如鼻中隔的軟骨，膝關(guān)節(jié)修復(fù)和其他骨或軟骨缺損。”

研究人員正在努力將該技術(shù)應(yīng)用于其他組織類(lèi)型，如肌肉和脂肪。多年以后，該技術(shù)的5.0版本將用于通過(guò)3D打印功能性肌肉來(lái)治愈事故受害者和殘疾人，甚至可能比天生的更好。