研究人员推进了3D打印技术来帮助组织替换

Arda Gozen教授期待在未来的某一天，医生可以按下一个按钮，在3D打印机上打印出一个支架，为病人定制替代皮肤、软骨或其他组织。

Gozen，George and Joan Berry副教授在华盛顿州立大学机械工程学学院，以及一支研究人员团队为工程组织开发了一种独特的脚手架材料，可用于种植天然组织的棘手业务。他们报告了他们在期刊上的研究，生物打印。该团队还包括来自WSU的基因和Linda Voiland和Bio工程学院的研究人员以及德克萨斯州圣安东尼奥（UTSA），More House College和Rochester大学。牵头作者是Mahmoud AMR，他收到了他的博士学位。在UTSA。

近几十年来，研究人员一直在努力使用3D印刷中的生物材料来创建从受伤或疾病中恢复的患者的组织或器官。使用3D打印或添加剂制造使得可以打印复杂，多孔和个性化结构，并且可以让医生有一天能够打印出患者的特殊身体和需求的组织。创造生物学结构，生物材料被称为“生物墨水”的材料从喷嘴中分离出来，一层一层地沉积，为真正的生物材料创造了复杂的“支架”，并提供了一个良好的场所细胞生长。

然而，自然，到目前为止比研究人员更复杂。真实的生物细胞喜欢在接近自己性质的支架上生长。因此，例如，皮肤细胞想要在脚手架上生长，肌肉细胞仅在肌肉细胞上发生肌肉等等。

Gozen说:“这种方法在制造功能性组织方面的成功很大程度上取决于所制造的结构模仿天然组织的程度。”“如果你想培养细胞并将其转化为功能性组织，你需要匹配原生组织的机械环境。”

研究人员传统上改变脚手架的方式是简单地删除桁架，使它们更柔软或更硬 - 一种太易于解决组织工程所需复杂性的方法。

Gozen说:“我们没有太多的回旋余地。”“你需要更多的自由度——在不改变结构的情况下创造出更软或更硬的东西。”

研究人员团队开发出一种新的生物型材料，允许自定义属性以更接近的方法，细胞可能需要的是什么。其支架的成分包括明胶，阿拉伯树胶和藻酸钠，它们是许多加工食品中使用的常见增稠剂。

就像粗绳是由编织绳制成的一样，研究人员使用了三种不同的化学过程将三种成分连接到一个用于打印的支架材料中。

利用不同的化学过程，可以精细地调整材料的机械性能，从而使最终的支架更软或更硬。

“这为您提供了在不改变的情况下调整属性的能力脚手架设计并为您提供我们正在寻求的额外自由度。“

通过调整绳绳之间的化学键，他们并没有显著改变绳子的材料，而且它有利于软骨细胞的生长。

这项工作仍处于早期阶段，研究人员希望找出如何更精确地调整过程和最终材料。例如，他们可能会考虑改变三种材料的成分或在不同温度下打印。

试图模仿自然组织的巨大复杂性仍然是一个挑战。即使是在膝盖上的一个简单的毫米大小的软骨，也有三层独立和不同的层，每一层都有不同的机械性能和功能。

“你不是在组装乐高积木。它总是复制与身体有关的自然，”Gozen说。“你可以制造活的结构，但它们看起来与原生组织完全不同。精度是关键，因为没有单一的机械性能目标为单一的一块组织”。

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