美国《趣味科学》网站日前报道称 , 英国科学家近日使用新的3D打印技术 , 首次打印出像人脑一样柔软的类脑组织 , 朝最终3D打印出功能齐备的完整大脑迈出重要一步 。
以往 , 只有相对硬一些的材料可被3D打印出来 , 而大脑、肺等软组织 , 一般很难通过3D打印技术获得 。 这是因为3D打印过程涉及逐层建造物体 , 下层要能支撑不断增长的结构的重量 , 打印非常柔软的材料 , 容易出现底层材料崩塌问题 。
此次 , 研究人员使用一种新型复合水凝胶(包含水溶性合成聚乙烯醇以及植物凝胶两种成分) , 打印出三维支架 , 然后用胶原蛋白包裹打印出结构 , 并用人类细胞进行填充 , 得到了类脑软组织 。
新研究主要作者、伦敦帝国理工学院机械工程系研究人员谭正初(音)说:“3D打印技术有望使医生利用病人自己的细胞 , 为其制造出定制器官 , 从而大幅缓解移植器官严重短缺的问题 。 但以前3D打印出来的生物结构 , 大多是骨骼或像肝脏、肾脏这样的较硬器官 , 大脑等软组织很难3D打印 。 ”
【外媒报道:3D打印技术首次造出类脑组织】为解决打印软组织难这一问题 , 研究人员在打印过程中进行了降温处理 。 谭正初说:“我们使用的是低温打印过程 , 这意味着 , 下层被冻住了 , 这使其非常稳固 , 新层结构可以打印在上面 , 不会出现底层崩塌的现象 。 打印完成后 , 我们可以让得到的物体慢慢解冻 , 并保持形状 。 ”
据悉 , 该技术目前还存在不少局限性 , 比如 , 他们仅能制造出类脑组织的小样本 , 而非整个大脑 。 此外 , 他们计划进一步提高目前使用的低温技术 。
研究人员认为 , 要使用3D打印技术获得功能齐备的复杂人类器官(大脑或肺等) , 可能还要等数十年时间 , 但该技术获得的组织可帮助科学家研究大脑或肺在不同环境下(如脑外伤等)的行为 。
总编辑圈点
大脑可不好仿造 。 它具有极其复杂的宏观和微观结构 , 大脑皮质覆盖着每个脑半球的大部分 , 大脑皮层的内部组织是白质 , 外部表面还有大量深浅不一的褶皱状沟回 。 但要深入研究人脑 , 必须得有一个像样的模型 。 大脑结构复杂 , 用3D打印其实是个好选择 。 只是该技术有天然局限 , 搞不定软趴趴的东西 。 此次的成功 , 是工程学上的进步 , 研究者终于攻克了软组织打印这一难题 。 但是 , 离构建出有实际操作意义的3D打印版大脑 , 还远着呢 。 不积跬步无以至千里 , 只能慢慢等待了 。
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