在我們看到3D打印器官移植之前，生物3D打印仍然存在許多需要解決的問題。其中一個(gè)關(guān)鍵問題是弄清楚如何在印刷或工程組織中培養(yǎng)血管，但賓夕法尼亞州立大學(xué)的研究人員已經(jīng)找到了一種替代這種想法的方法，創(chuàng)造了具有微孔的組織，其允許營(yíng)養(yǎng)和氧氣擴(kuò)散到關(guān)鍵。

“組織制造的一個(gè)問題是我們不能使它們的尺寸變大，”工程科學(xué)與力學(xué)副教授Ibrahim T. Ozbolat說。 “如果養(yǎng)分和氧氣沒有辦法進(jìn)入，細(xì)胞會(huì)死亡。” 據(jù)研究人員稱，用微孔建造組織構(gòu)建塊是血管化或組織內(nèi)血管生長(zhǎng)的替代方法。他們將構(gòu)建塊稱為“多孔組織鏈”。它們始于人類脂肪衍生的干細(xì)胞，并與海藻酸鈉成孔劑混合。來自海藻的海藻酸鈉可以被印刷成微小的顆粒，當(dāng)溶化時(shí)，在組織的織物中留下孔。研究人員將干細(xì)胞和海藻酸鈉用于3D打印未分化組織的束，然后將它們組合在一起，通過3D打印它們彼此相鄰，并形成一塊組織。 研究人員隨后將組織暴露于化學(xué)混合物中，導(dǎo)致干細(xì)胞分化，使細(xì)胞變成骨骼或軟骨。孔允許流體流到所有干細(xì)胞。據(jù)了解，這些股線能夠保持25％的孔隙率和85％的孔隙連通保持至少三周。

“這些貼片可以植入骨骼或軟骨中，取決于它們是哪種細(xì)胞，”O(jiān)zbolat說。 “它們可用于骨關(guān)節(jié)炎，整形手術(shù)的貼片，如鼻中隔的軟骨，膝關(guān)節(jié)修復(fù)和其他骨或軟骨缺損。”

副教授Ibrahim T. Ozbolat

軟骨往往比骨更容易生產(chǎn)，因?yàn)樵谌梭w中，軟骨沒有血管穿過它。然而，一些骨骼是天然多孔的，因此工程化組織中的孔隙度意味著修復(fù)或替換天然骨骼的更大潛力。目前只能制作微小的組織塊，但它們比在腳手架上生長(zhǎng)人造組織更容易制造。 該研究記錄在一篇題為“多孔組織鏈：用于可擴(kuò)展組織制造的無血管構(gòu)建塊”的論文中。該工作具有很大的骨和軟骨再生潛力，研究人員也正在考慮將他們的技術(shù)應(yīng)用于肌肉，脂肪和其他組織。