3D 打印人体器官

第一例人类肾脏移植记录始于20世纪50年代。其他人体组织和器官已经成功地从尸体或活体捐献者身上移植，但对器官的需求超过了目前的供应。如果你能用3D打印出人体器官呢？

科学家和工程师利用3D生物打印的几个应用。3D生物打印技术的一个应用是可以更好地检测细胞如何组织成特定的形状和形成新的组织。要打印出像视频中那样的半月板，需要多少个细胞?他们从哪里来？

通过将细胞打印成预先编程的结构，可以直接观察和测量细胞的反应。3D生物打印的第二个用途是研究现有药物和新药对活细胞的影响。大阵列的打印细胞可以模式和暴露在不同的药物浓度和配方同时。3D生物打印的第三个功能是设计和比较体外健康和病变的活细胞和组织模型，如癌症肿瘤。3D生物打印活体模型的能力可以减少对动物模型的需求，这将节省时间、材料和金钱。

在基于挤压的生物打印(EBB)中，生物墨水从打印喷嘴的打印腔中流出。有几个挑战必须解决使用EBB的全功能生物医学器官。细胞是生命的基本构件，生物墨水材料必须是细胞友好的，并且在生物打印之前、期间和之后支持活细胞。通常，生物墨水被设计成可打印的细胞外基质(ECM)。ECM是一个包围和保护细胞的交互式网络。这种网由蛋白质、多糖、生长因子和细胞因子组成。水凝胶可以含有 ECM 的天然成分，如胶原蛋白或明胶。当加工温度可能不同于实现稳定的细胞填充三维结构所需的温度时，电解加工可能很难进行。

例如，想想菠萝块填充的冷凝胶是如何准备的。要在凝胶中混合水果，温度必须在室温以上，比如25摄氏度。接下来，用菠萝块填充的加热过的凝胶被放入冰箱(4摄氏度)中，使水果填充的凝胶凝固。如果明胶被明显加热(37摄氏度)，它会液化，果实可能会沉淀。这些细胞就像菠萝块，可能对温度变化很敏感。

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