供稿人:陈义，鲁中良 发布日期：2017-11-05
牛津大学的研究人员发现了一种新的方法，可以从实验室培育的细胞中打印出活体组织，制造高分辨率活体组织。这种活体组织可以作为人体组织模型，消除对动物实验的需要[1]。
图1基于液滴的3D打印技术成形图
在牛津大学化学系教授Hagan Bayley的带领下，研究人员设计了一种在自体细胞中产生组织的方式，支持结构并有助于保持其形状，即基于液滴的生物3 D打印技术。液滴3D打印技术涉及3D打印单元，其中保护性纳升液滴包裹在脂质涂层中，这种方法可以提高单个细胞的存活率。团队将含有哺乳动物细胞的滴液进行3D打印形成规则的形貌，然后转移到培养基中。选取人类胚胎肾(HEK)细胞和绵羊的间充质干细胞(oMSCs)在高组织密度（107个细胞/ml)和高液滴分辨率中打印，形成具有高分辨率的3D几何图形，其含有小于200μm的尺寸特征，由细胞连接，对角面连接和软骨界面组成。打印的细胞存活率高(平均90%)，HEK细胞在培养基中出现了增殖。同时研究表明，打印oMSCs可以产生软骨样结构，并含有II型胶原[2]。
图2 3D打印细胞结构
通过发展滴液3D打印技术，可进一步完善活体组织的3D打印，并将作为修复人体受损区域的一种手段。同时它还能被用来测试实验性药物和医疗程序，通过活体组织，研究人员可以观察到某些药物与人体组织发生的反应。对于动物保护组织的人来说这更是一件好事，这些活体组织的出现可以减少实验室对动物实验的需求，同时利用活体组织进行的研究成果比从动物身上进行的研究更靠谱，因为活体组织更接近人体组织。
图3 高分辨率模式的两种细胞类型
研究小组希望这项研究能够对世界各地的医疗保健产生积极影响，从而投入生产可再生的人体组织模型，以消除利用动物作实验的需求以及新的组织再生疗法。考虑到3D打印技术的潜在影响，研究人员已经开始关注这项技术的商业化。2016年1月，总部位于伦敦的医疗3D打印公司OxSyBio从Bayley实验室崛起，该公司目的在于将“工业和生物医学”新技术商业化。新的技术将在未来几个月进行测试，研究人员能够尝试更广泛的活体混合材料。OxSyBio的首席技术官SamOlof博士说：“我们有许多潜在的生物打印应用程序，相信通过使用来自患者的细胞来模拟或增强自然组织功能，将有可能创造出个性化的治疗方法。在未来，3D打印活体组织也可能被用于诊断应用。例如药物或毒素筛选。”布里斯托尔大学细胞和分子医学学院的Adam Perriman博士补充道：“3D打印成人干细胞并让其仍具备分化能力，表明了这种新方法在全球范围内对再生医学产生的巨大影响[3]。”