Science:列印一颗心！人造器官再现奇迹，科学家列印出会跳动的心

就在不久前，学术；也联合开发团队和阅读朋友们介绍了3D列印内脏的一项接连更是：物理家们造出有了包含心肌和肺脏、会“呼吸”的迷你人工肺脏。该学术研究荣登了顶尖学术期刊《物理》的内页。而在最取而代之一期《物理》上，生物学电气工程家们再次更是化学合成的技术联合开发盲点，随之而来一项“激动人心”的取而代之重大突破。生物学列印技术联合开发模拟肺脏许多组织和粘贴人类肾脏在结构上，让复杂的“人造内脏”正要变成现实。宾夕法尼亚州卡耐基卡莱尔该大学（Carnegie Mellon University）的物理家们联合开发出有一种国际化的3D生物学列印技术联合开发，以淀粉为塑料，装配出有具有来得较低解像度、几何图形可以来得复杂的人体内内脏许多组织支架。“这种史无前例的方法，使许多组织电气工程各个领域向3D列印全尺码肾脏又方向发展了一步。”学术研究的机构的体育取而代之闻介绍。淀粉是一种十分理不想的化学合成。因为这类亚基质本身就是人体内主要的在结构上亚基，是亚基外基质的主要成份。它们有足够的所装配强度，为亚基和许多组织成份发放在结构上空间。Andrew HudsonClark是这项学术研究的共同一作，用他的话问道，“人体内几乎每个许多组织都由淀粉组合而成”。尽管如此，要用天然的淀粉做3D列印的生物学纸，还有论题只并不需要补救。“它是液态的，假如你不想在热气里把它列印出有来，那么你只会在创作平台上取得一滩出水。”HudsonClark阐释。如何让淀粉保持良好许多现代的许多组织菱形，还要超过较低解像度和较低保真度？为此，Adam FeinbergClark时也的学术研究联合开发团队联合开发了一种取而代之技术联合开发，他们将其命名为“好吃”（FRESH），全称是“悬浮出水凝胶的自由共轭式填充”（Freeform Reversible Embedding of Suspended Hydrogels）技术联合开发。这种3D列印技术联合开发以黄油作为支撑枕头，特定浓度的淀粉从灵活的列印喷嘴里浸入有后，可以在支撑胶里三道沉积和凝固。等到列印完成，学术研究管理人员把密度从室温缩减到体温，就可以让支撑用的黄油融化，同时让列印出有来的淀粉在结构上、填充淀粉里的亚基保持良好完好。为了让FRESH技术联合开发，他们用亚基和淀粉成功列印出有不同尺码的肾脏部件：小到毛细心肌，大到与取而代之生儿肾脏相当的人类肾脏假设，包括心肌系统、腔室之间的瓣膜等在结构上。而且，解像度略低于超过20微米，稍稍超过原有技术联合开发100~500微米的解像度。学术研究管理人员用淀粉列印出有来的人工肾脏瓣膜，瓣膜可以打开和关停。学术研究管理人员还所设计了一个常用两种生物学纸列印的左腹腔假设，由淀粉列印出有内壁和外壁，里间是人类胚胎干亚基来源的心肌亚基。正如他们的预期，在列印并培养4再一，这一3D人造许多组织不仅保持良好了许多现代的在结构上，并且产生了人类肾脏应有的短时间内摇动功能！用淀粉和亚基两种生物学纸列印出有人工腹腔，短时间内摇动的人工腹腔。FeinbergClark总结问道：“我们的学术研究结果表明，我们能用亚基和淀粉列印出有肾脏的部件，把它们做成真正具有功能的部件，比如肾脏瓣膜或脉搏的腹腔。”来使计算机断层扫描数据库，学术研究管理人员用淀粉列印出有的人工肾脏精确地粘贴了具有患者生物体特点的解剖学在结构上。有了这样一种技术联合开发，不仅可以用淀粉列印大尺码的人体内内脏，学术研究管理人员确信，像乙酰、胶原、藻酸皂等各种软性化学合成，都可以作为生物学纸用于3D列印。“FRESH技术联合开发为许多组织工程发放了一个适应性强大的平台。”学术研究管理人员介绍。为了让来得多人可以常用这种3D列印技术联合开发，学术研究管理人员还将个人电脑的所设计“自由软件”，完全免费个人。他们不想，不光是实验室的科研管理人员，甚至里学科技小组的的学生们，也可以框架并拿到较低质量、较低性能的3D生物学列印机。当然，学术研究者也写到，要列印符合尺码的人造内脏还有诸多挑战，比如大型许多组织只并不需要数十亿的亚基。但是也许，我们正要历史性天国的实现过程。这项FRESH技术联合开发与简短写到的迷你人工肺脏列印技术联合开发，“正要让按只需列印内脏来得差不多现实”。许多现代出有处：A. Lee1，*， A. R. Hudson1，*， D. J. Shiwarski1， et al.， (2019) 3D bioprinting of collagen to rebuild components of the human heart. Science. DOI： 10.1126/science.a9051