近日，賓夕法尼亞州立大學的科學家們正在開發一種使用商業桌面3D打印技術3D打印人造生物組織“結構框架”的方法。該過程包括增強細胞注入水凝膠材料與支持3D打印光纖網絡。

　　研究人員說，纖維打印在可植入的水凝膠中可以起到結構化的作用，從某種意義上說，就像水泥中的鋼筋增強劑一樣。賓夕法尼亞州生物醫學工程副教授JustinL.Brown補充說：“如果我們可以借助一些結構來制造凝膠，我們就能夠以確定的模式生長活細胞，最終纖維會溶解并消失。”

　　然而，研究項目中最值得注意的一點是，它正在使用價格合理的現成3D打印技術來推進生物3D打印。

　　正如研究人員所闡述的，他們的創新技術將桌面3D打印技術與靜電紡絲技術相結合，這是一個使用電力從融化的聚合物或聚合物溶液的生產納米級螺紋纖維的過程。這種組合允許在非導電材料上為組織工程創建高分辨率和可重復的3D聚合物纖維圖案。

　　有了這些納米螺紋支架，研究人員能夠證明在其上生長細胞，并成功地將這些結構沉積到細胞注入的膠原蛋白水凝膠材料中。

　　這項研究的目的是創造一種方便和低成本的方法來生產具有植入潛力的復雜人體組織。

　　生物工程博士生PouriaFattahi解釋說：“總體思路是，如果我們能夠將膠原蛋白凝膠和生物打印復合成靜電紡絲，我們就可以建立大型復雜的組織界面，如骨骼到軟骨。其他人使用微擠壓生物打印機制造了這些組合組織。”

　　然而，據報道使用微擠壓生物打印機的過程分別打印不同的組織類型，然后使用粘合劑或連接器將其組合。賓夕法尼亞州立大學的研究人員認為，他們的3D打印結構方法可以更好地模擬真實的組織如何在身體中一起生長。

　　例如，研究人員說，他們可以通過簡單地修改帶螺紋的結構的圖案，以便允許肌肉組織和肌腱之間的“無縫”過渡。兩種不同類型的組織-肌肉和肌腱組織可以在一個單一的打印品中。

　　當然，在3D打印的組織可植入之前還有工作要做。

　　在這個研究的現階段，該團隊正在3D打印測量小于一英寸的支架結構，這些有可能被用來創建在膝蓋發現ACL組織。Fattahi解釋說：“前交叉韌帶或ACL只有2至3厘米（0.8至1英寸）長，1厘米（0.8英寸）寬。”

　　據悉，該研究項目得到了國立衛生研究院的資助。研究結果已于最近發表在“高級醫療保健材料”雜志上。