供稿人:周李念 连芩 发布日期：2017-07-24
毫无疑问，肌肉是人体最重要的组织之一。而在临床上，先天性缺陷、损伤、肿瘤、原发性肌病、代谢性疾病等各种原因，常常造成肌肉缺损和功能丧失。
传统的治疗方法主要是肌皮瓣移植，但存在着一些限制：比如可用的肌肉来源有限、对供区损伤较大、以及异体移植供体来源和免疫排斥等问题。
近年来，随着组织工程的发展，人造肌肉渐渐进入人们的视野，让人们看到了解决肌肉组织缺损和功能丧失等问题的希望。而随着3D打印技术在此领域的应用，人造肌肉又向前迈进了一大步。
韩国浦项科技大学Cho Dong-woo教授利用3D打印技术，制造如图1所示的具有功能的人造骨骼肌（skeletal muscle construct）。
图1.3D打印的肌肉组织模型
该技术的关键是一种新的生物墨水及其制作方法。制作方法如图2所示：将骨骼肌中的细胞去除后的剩余组织，经一系列处理后制作成细胞外基质，再将所要打印的细胞与细胞外基质混合制作成生物墨水。利用该生物墨水，并将温度、气压分别设置为18℃、50kPa打印如图1所示打印肌肉模型，然后放入37℃、5%CO2培养箱培养。
图2 打印墨水制备过程 (步骤1.肌肉组织准备 2.切碎至1mm厚 3.去离子水清洗 4.SDS处理 5.DNA水解处理 6.聚乙二醇辛基苯基醚处理 7.IPA处理 8.过氧乙酸处理 9.冻干并研磨)
经体外培养观察，如图3所示，肌肉细胞生长良好并成功分化。其他测试实验也发现，3D打印出的人造肌肉拥有良好的伸缩性能，并能有效接受电信号，具有类似真实肌肉的功能。
图3 打印肌肉组织的免疫荧光染色形态图 蓝色-肌细胞核，b. 绿色-肌小管，c. 红色-乙酰胆碱受体聚集)
3D打印人造肌肉的成功标志着人类在生物制造领域的又一大突破，如果后续动物实验乃至人体试验能够验证这一成果的安全性和可靠性，这将为肌肉疾病的治疗提供一种全新的途径，造福成千上万的肌肉疾病患者。