3D列印精確建模人體組織

    美國華盛頓大學團隊開發出一款名為懸浮組織開放式微流控圖案化(STOMP)的新型3D列印設備。它能夠更精準地類比人體組織，為複雜疾病的研究和治療提供新工具。相關論文發表在新一期《先進科學》雜誌上。

    3D組織工程技術近年來發展十分迅速，可幫助科學家在實驗室中“搭建”心臟、肺部、皮膚和肌肉骨骼等組織，用於新藥測試和疾病研究。

    團隊將3D組織工程技術比作“在果凍模具中製作果凍”，即把混合了活細胞與合成材料的水凝膠倒入支架中塑形。不過，這種傳統方法雖然模擬了體內環境，但在同時研究多種組織類型、類比複雜疾病如神經肌肉疾病時仍有局限性。

    此次開發的STOMP改進了這種方法。這款設備僅相當於手指尖大小，其工作原理就像是利用吸管將液體吸上去那樣，通過毛細作用，引導凝膠與細胞進入微通道，無需額外設備即可實現高解析度圖案化構建。這意味着，STOMP可將不同類型的細胞均勻分佈在指定位置，就像在果凍中把水果一顆顆點綴到理想位置一樣，精細而有序。

    在實驗中，STOMP成功模擬了患病與健康心肌組織的對比收縮，以及連接牙齒與牙槽骨的韌帶結構。

    STOMP的可擴展性和操作簡便性，為研究更複雜的人體組織結構和疾病模型提供了新平台，也為藥物篩選和再生醫學應用帶來新希望。

    此外，團隊開發的可降解水凝膠側壁技術，為STOMP帶來了“非黏附”特性。傳統3D組織模型中，細胞在收縮時常導致組織整體脫模，而STOMP系統中的結構可以在保留組織完整性的同時移除外部框架，極大提高操作靈活性和實驗可重複性。研究團隊說：“STOMP為組織工程及細胞力學信號研究提供了一個全新平臺。它改變了我們在三維環境中操控細胞構建的方式。這是一項真正跨學科協作的成果。我們期待全球研究團隊借助STOMP探索更多複雜組織模型與疾病機制。”

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