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2019/11/19
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3D打印心脏的组成部分，为打印完整器官开路
卡耐基梅隆大学发明了一种3D打印胶原蛋白和细胞，以构成器官组成部分的方法，或许可以成为未来打印整个器官的基础。这项技术全称为“悬浮水凝胶自由形态可逆嵌入”（FRESH），原理是在支撑凝胶上逐层打印胶原蛋白，使其凝固成正确的形状
3D生物打印在制造器官替代物方面有着巨大的潜力，而人们对器官替代物有着迫切的需求。然而，利用适宜材料，例如胶原蛋白和活细胞，打印器官或器官组成部分方面的研究却一直进展不顺。当前手段打印的生物结构经常达不到植入物所需的分辨率和准确度。
研究人员安德鲁·哈德逊表示：“胶原蛋白是一种极其适合3D打印的生物材料，因为它构成了人体内的每个组织。但是，胶原蛋白刚开始的时候是液态，因此很难用于3D打印——如果你在空气中打印胶原蛋白，得到的只会是一滩稀泥。因此，我们开发了一项技术，可以阻止胶原蛋白变形。”
“悬浮水凝胶自由形态可逆嵌入”需要将水凝胶打印到含有支撑凝胶的材料里去。支撑凝胶的作用是支撑打印结构，帮助水凝胶在逐层打印的过程中凝固。通过这项技术可以打印较大的水凝胶结构，或许未来可用于打印整个器官。
这项技术可使用传统3D打印机，也就是说，几乎只要拥有这种打印机，就可以制造水凝胶结构。此外或许还能为患者量身打印植入物。迄今为止，卡耐基梅隆大学的研究人员已经利用磁共振扫描数据开展实验，打印了量身定制，完美适合特定患者的各种结构。
另外一名研究人员亚当·费因伯格表示：“我们通过实验证明，这项技术可以利用细胞和水凝胶打印心脏的各个组成部分，例如心脏瓣膜或正在跳动的心室，而且这些组成部分可以发挥真正心脏的作用。利用人类心脏的磁共振扫描数据，我们准确重现了特定患者的心脏解剖结构，并利用水凝胶和人类心脏细胞3D生物打印了各种结构。
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