發(fā)布日期：2018-01-16
美國(guó)《趣味科學(xué)》網(wǎng)站日前報(bào)道稱(chēng)，英國(guó)科學(xué)家近日使用新的3D打印技術(shù)，首次打印出像人腦一樣柔軟的類(lèi)腦組織，朝最終3D打印出功能齊備的完整大腦邁出重要一步。
以往，只有相對(duì)硬一些的材料可被3D打印出來(lái)，而大腦、肺等軟組織，一般很難通過(guò)3D打印技術(shù)獲得。這是因?yàn)?D打印過(guò)程涉及逐層建造物體，下層要能支撐不斷增長(zhǎng)的結(jié)構(gòu)的重量，打印非常柔軟的材料，容易出現(xiàn)底層材料崩塌問(wèn)題。
此次，研究人員使用一種新型復(fù)合水凝膠（包含水溶性合成聚乙烯醇以及植物凝膠兩種成分），打印出三維支架，然后用膠原蛋白包裹打印出結(jié)構(gòu)，并用人類(lèi)細(xì)胞進(jìn)行填充，得到了類(lèi)腦軟組織。
新研究主要作者、倫敦帝國(guó)理工學(xué)院機(jī)械工程系研究人員譚正初（音）說(shuō)：“3D打印技術(shù)有望使醫(yī)生利用病人自己的細(xì)胞，為其制造出定制器官，從而大幅緩解移植器官?lài)?yán)重短缺的問(wèn)題。但以前3D打印出來(lái)的生物結(jié)構(gòu)，大多是骨骼或像肝臟、腎臟這樣的較硬器官，大腦等軟組織很難3D打印。”
為解決打印軟組織難這一問(wèn)題，研究人員在打印過(guò)程中進(jìn)行了降溫處理。譚正初說(shuō)：“我們使用的是低溫打印過(guò)程，這意味著，下層被凍住了，這使其非常穩(wěn)固，新層結(jié)構(gòu)可以打印在上面，不會(huì)出現(xiàn)底層崩塌的現(xiàn)象。打印完成后，我們可以讓得到的物體慢慢解凍，并保持形狀。”
據(jù)悉，該技術(shù)目前還存在不少局限性，比如，他們僅能制造出類(lèi)腦組織的小樣本，而非整個(gè)大腦。此外，他們計(jì)劃進(jìn)一步提高目前使用的低溫技術(shù)。
研究人員認(rèn)為，要使用3D打印技術(shù)獲得功能齊備的復(fù)雜人類(lèi)器官（大腦或肺等），可能還要等數(shù)十年時(shí)間，但該技術(shù)獲得的組織可幫助科學(xué)家研究大腦或肺在不同環(huán)境下（如腦外傷等）的行為。
科技日?qǐng)?bào)總編輯圈點(diǎn)：
大腦可不好仿造。它具有極其復(fù)雜的宏觀(guān)和微觀(guān)結(jié)構(gòu)，大腦皮質(zhì)覆蓋著每個(gè)腦半球的大部分，大腦皮層的內(nèi)部組織是白質(zhì)，外部表面還有大量深淺不一的褶皺狀溝回。但要深入研究人腦，必須得有一個(gè)像樣的模型。大腦結(jié)構(gòu)復(fù)雜，用3D打印其實(shí)是個(gè)好選擇。只是該技術(shù)有天然局限，搞不定軟趴趴的東西。此次的成功，是工程學(xué)上的進(jìn)步，研究者終于攻克了軟組織打印這一難題。但是，離構(gòu)建出有實(shí)際操作意義的3D打印版大腦，還遠(yuǎn)著呢。不積跬步無(wú)以至千里，只能慢慢等待了。
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