生物3D打印技术新发现：将藻类细胞与人类细胞混合打印

巧巧*

       生物打印有望永远改变我们看待医药领域的方式。比如一些公司正在开发3D打印活的人体组织的技术，从目前来看，这只是一个时间问题，届时将有许多疾病通过这种令人难以置信的技术被轻而易举地根治。

       当前的生物打印被定义为通过层叠活细胞来三维打印生物组织和器官。这意味着，科学家们不仅能够打印动物组织，也能够3D打印植物组织，甚至还可以把动物细胞与植物细胞结合起来打印！

       动物细胞与植物细胞的混合打印！是不是感到不可思议？其实科学家们已经做到了。近日，德国德累斯顿工业大学的食品技术和生物过程工程研究，与该校另一家研究机构大学医院医学系骨骼、关节和软组织研究中心携手合作，3D打印出了含藻水凝胶支架，该支架可用于3D打印人体组织以及其它的医疗应用。
      

       在《生命科学工程（Engineering in Life Sciences）》杂志近日发表的一篇论文上，研究人员们描述了实现这一成果的多个步骤。首先，研究人员必须证明，他们能够3D打印可生长的、活的微藻。要做到这一点，他们先将藻酸盐基水凝胶与单细胞绿——藻莱茵衣藻混合在一起。然后将混合物放入一个盒子里并将其导入一个3通道计量系统内使用。然后通过气动计量控制系统以大约10毫米/秒的速率一层一层将其沉积到平台上。从此，这些3D打印的水凝胶/藻类混合物会在室温状态兼阳光下培养数天。如希望的那样，这些3D打印物随着藻类的生长逐渐变绿，并向周围的环境释放氧气。   
      

       “这种快速成型方法在微藻封装上的使用可望为其他不同的应用打开新的有趣的可能性，”研究人员写道。这样的应用可能对健康和能源领域产生惊人的影响。例如，微藻可以用于制造保健食品、化妆品，对抗炎症、细菌、甚至癌症的药品，以及生物燃料和过滤系统等。而更令人难以置信的是3D打印的微藻能够用在3D打印的人或哺乳动物组织上。“将人类细胞和藻类细胞放在同一个生物支架上，其两种细胞类型可以密切接近培养的总体可能性已经成功地在本研究中展示出来了。”研究人员写道。

       当前，科学家们3D打印人或其它动物的组织时所面临的一个主要的障碍就是如何向组织内的细胞供应氧气。尤其是在目前3D打印血管的技术还不够完善的情况下，这就成了一个大问题。而在人体组织周围安置能够生产氧气的微藻（见下面的示意图），使其向细胞供应其存活和生长所必需的氧气和其他次生代谢产物就成了一个理想的解决办法。
          
      尽管研究人员已经证明，人类细胞和植物细胞彼此靠近共同培养是可以的。但在这种方法能够用于医疗之前，科学家们还有还有很多工作要做。根据在这样的生物打印技术中使用的人类细胞类型不同，必须要对周边条件进行完美优化，使藻类能够充分地支持人类细胞的生长和存活。

     无论如何，科学家正在进行的这项研究从长远来看将对3D生物打印未来产生重大影响。