3D打(da)印機再也(ye)不是僅僅能制造一些塑料小(xiao)玩意兒了(le)——科學(xue)家稱裝(zhuang)填(tian)胚胎(tai)干(gan)細胞的3D打印結構(gou)將來(lai)可(ke)能(neng)幫助醫生制造器官移植病(bing)人所需的微器官。來(lai)自人類胚(pei)(pei)胎的胚(pei)(pei)胎干細(xi)(xi)胞可(ke)以發育(yu)成各種人體(ti)細(xi)(xi)胞，如腦細(xi)(xi)胞、心臟細(xi)(xi)胞和骨細(xi)(xi)胞。因此它(ta)們很適合(he)用于再生醫學——修復(fu)或代替受損的細(xi)(xi)胞、組織、器官。
科(ke)學家(jia)通常用各種(zhong)生物因(yin)素誘導(dao)胚(pei)(pei)胎干細胞轉變成特定的組(zu)織(zhi)形(xing)態(tai)——這(zhe)一過(guo)程(cheng)稱為(wei)分化。這(zhe)一過(guo)程(cheng)開(kai)始時(shi)細胞形(xing)成名為(wei)胚(pei)(pei)體的球(qiu)狀團塊(kuai)，胚(pei)(pei)體是模仿(fang)胚(pei)(pei)胎發育早(zao)期的一種(zhong)活性形(xing)態(tai)。
現有研究表明胚胎干細胞生長的最佳條件不是平平的培養皿，而是模擬人體的3D環(huan)境。最近，科學家發展了一種胚胎干細胞3D打印(yin)機(ji)。3D打印機沉積(ji)材料層(ceng)(ceng)，就像(xiang)普(pu)通(tong)打印機噴墨一樣，只是它能(neng)在一層(ceng)(ceng)材料上(shang)堆疊另(ling)一層(ceng)(ceng)材料，搭建3D物體。
過去，胚胎干細胞3D打印機只能制造平面排列(lie)或簡單的堆積，這被稱(cheng)為細胞“石筍(sun)”。如今，研究者聲稱(cheng)他們首次(ci)開(kai)發出(chu)能夠打印3D結構的方(fang)法，用以裝填(tian)胚胎(tai)干細(xi)胞(bao)。
合作研究者Wei Sun目前是北京清華大學(xue)（Tsinghua University）和費城德雷塞(sai)爾大學(xue)（Drexel University）的機(ji)械工程(cheng)教授(shou)，他告訴LiveScience：“我(wo)們(men)可以在(zai)可控(kong)條件下(xia)用3D打(da)印技(ji)術制造胚(pei)體，生產一(yi)模一(yi)樣的胚(pei)胎干細胞模塊(kuai)。”
Sun補(bu)充道：“理論(lun)上這(zhe)些模塊可以像(xiang)樂高積木一樣搭建組織甚(shen)至微(wei)器官。”
實驗中，研究者同(tong)時還(huan)用水凝(ning)膠打(da)印(yin)了小(xiao)鼠胚胎干細(xi)胞，這種材料(liao)與(yu)軟性(xing)隱(yin)形(xing)眼鏡的材料(liao)屬(shu)同(tong)類。由于胚胎干細(xi)胞比較脆(cui)弱，科學(xue)家必(bi)須就可能保護它們——例如，找到(dao)最適宜的溫(wen)度(du)及增(zeng)大打(da)印(yin)噴嘴。
根據最新研究，90%的細胞能夠(gou)在(zai)打印過程(cheng)中存活(huo)下來。研究者稱這些細胞會(hui)在(zai)水凝膠支(zhi)架中增殖成胚(pei)體，還(huan)會(hui)分泌健(jian)康胚(pei)胎干細胞才會(hui)分泌的蛋白。科(ke)學家還(huan)能將水凝膠溶解獲得(de)胚(pei)體。
胚體的尺(chi)寸和單分散性會強烈(lie)影響將會變成的細胞類型。研究者稱他(ta)們的新技(ji)術(shu)與現有技(ji)術(shu)相比，能更好的控制胚體的尺(chi)寸和單分散性。
Sun在一份聲明中稱：“制備好的胚體(ti)很純(chun)凈，可以作(zuo)為組織生(sheng)長非常(chang)(chang)好的起點。能在可控條件下(xia)生(sheng)產胚體(ti)非常(chang)(chang)令人興奮。”
北京清華大學（TsinghuaUniversity）的(de)副教授，該研究的(de)合作(zuo)者Rui Yao稱(cheng)：“我們的下一步工作(zuo)是研究怎(zen)樣通(tong)過改變打印(yin)和(he)結構參數(shu)來調整胚體(ti)的尺(chi)寸，以及怎(zen)么通(tong)過改變胚體(ti)尺(chi)寸來制造不同種類的細(xi)胞(bao)。”
長遠來看，研究者想同時打印不同種類的胚體。Yao說：“這樣能夠促進臨(lin)近的不同細(xi)胞(bao)同時生(sheng)長(chang)，為在(zai)實驗室生(sheng)長(chang)微器官奠定基礎(chu)。”
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