清華大學(xué)近日在材料領(lǐng)域知名期刊《先進(jìn)材料》上發(fā)表新成果——通過(guò)一種逐級懸浮3D打印技術(shù)，快速構建復雜外部結構和內部血管網(wǎng)絡(luò )的組織器官。基于新科技，清華機械系副教授熊卓、副研究員張婷課題組成功打印了一顆含可灌注血管網(wǎng)絡(luò )的心室模型，有望加速工程化組織器官在醫學(xué)領(lǐng)域的轉化應用。

　　近年來(lái)，醫學(xué)領(lǐng)域一直在探索通過(guò)復雜組織和器官的體外功能化重建來(lái)救治患者的新方法。然而，現有生物3D打印技術(shù)仍有局限。以心臟構建為例，現有技術(shù)雖可打印構建復雜的心臟腔室結構，但難以重現對心臟功能具有重要作用的心血管系統及其他脈管系統，使得打印出的心臟模型徒具外形、缺乏內在“靈魂”，無(wú)法發(fā)揮真正的心臟功能。

　　清華這項新技術(shù)分級實(shí)現了復雜器官“內魂”的精準還原。熊卓介紹，第一級打印時(shí)，團隊在懸浮介質(zhì)中打印生物墨水，獲得組織和器官的復雜外部結構。第二級打印時(shí)，將可沖洗的犧牲墨水打印到初次打印但未交聯(lián)的結構中，獲得自由形態(tài)的血管網(wǎng)絡(luò )；待打印結構定型后，通過(guò)去除懸浮介質(zhì)和犧牲墨水獲得含自由血管網(wǎng)絡(luò )的復雜器官。

　　技術(shù)的關(guān)鍵在于使用一種能夠同時(shí)作為打印墨水和懸浮介質(zhì)的生物材料。研究采用課題組前期開(kāi)發(fā)的微凝膠雙相生物墨水，其在較寬的溫度范圍內表現出良好的自愈合特性，是理想的“墨水材料”。“我們成功打印構建了含可灌注血管網(wǎng)絡(luò )的心室模型，這是現有生物3D打印技術(shù)所無(wú)法實(shí)現的。”熊卓說(shuō)，新技術(shù)還能顯著(zhù)縮短復雜器官的打印時(shí)間，有助于提高打印活性，為復雜器官的體外打印構建提供了新的解決思路。