原標(biāo)題：3D打印無所不能 可造人類胚胎干細(xì)胞

    “3D打印”一時間瘋狂流行，幾乎沒有什么東西是它造不出來的，小到手槍、機(jī)器人，大到建筑物、月球基地，什么都敢涉獵。雖然有人質(zhì)疑其中的泡沫，但絕對阻止不了其瘋狂的前進(jìn)。據(jù)果殼網(wǎng)報道，現(xiàn)在一項(xiàng)全新的3D打印技術(shù)解決了準(zhǔn)確無損地制造胚胎干細(xì)胞三維結(jié)構(gòu)這一長久的業(yè)界難題。

    日前，來自蘇格蘭的研究人員利用一種全新的3D打印技術(shù)，首次用人類胚胎干細(xì)胞進(jìn)行了3D打印。研究的相關(guān)論文已于今日發(fā)表在《生物制造》（Biofabrication）上。

    人類胚胎干細(xì)胞在再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域受到了非常多的關(guān)注，這些由早期胚胎發(fā)展而來的干細(xì)胞擁有著分化成人體各種細(xì)胞的能力，如何無損并可控地讓胚胎干細(xì)胞形成人們所需的三維結(jié)構(gòu)，一直是業(yè)界難題，而這項(xiàng)突破解決了這一問題， 讓人們能夠利用人類胚胎干細(xì)胞準(zhǔn)確構(gòu)建三維組織和結(jié)構(gòu)，從而大大加速和改善藥物檢測工藝的發(fā)展。

    近年來，人們在生物制造領(lǐng)域已經(jīng)取得了許多重要進(jìn)展，利用人造的固體細(xì)胞和結(jié)構(gòu)制造出了大量三維組織和器官，但是，在大多數(shù)相關(guān)實(shí)驗(yàn)中，人們利用的仍是動物細(xì)胞。

    該項(xiàng)研究的主要人員，蘇格蘭赫瑞瓦特大學(xué)的Will Wenmiao Shu博士說：“就我們所知，這是歷史上首次用人類胚胎干細(xì)胞進(jìn)行‘打印’，由胚胎干細(xì)胞制造出的三維結(jié)構(gòu)可以讓我們創(chuàng)造出更準(zhǔn)確的人體組織模型，這對于試管藥物研發(fā)和毒性檢測都有著重要意義。因?yàn)槲覀冎圃斓拇蠖鄶?shù)藥物都是作用于人的，所以用人體組織去進(jìn)行測試也是理所應(yīng)當(dāng)?shù)摹?rdquo;

胚胎干細(xì)胞將會被先存放在打印機(jī)中的兩個獨(dú)立容器里，然后規(guī)則地擺放在培養(yǎng)皿上，圖為已放置完成的人類胚胎干細(xì)胞團(tuán)

    從更長遠(yuǎn)的角度看，這種新的打印技術(shù)同樣可以為人類胚胎干細(xì)胞制作人造器官鋪平道路，這將為千千萬萬的患者帶去福音。

    考慮到人類胚胎干細(xì)胞的敏感性，在本次研究中，赫瑞瓦特大學(xué)的研究者們與干細(xì)胞科技公司Roslin Cellab合作，使用了一種專門定制的“氣動打印技術(shù)”。在實(shí)驗(yàn)過程中，胚胎干細(xì)胞和培養(yǎng)液將會被先存放在打印機(jī)中的兩個獨(dú)立容器里，然后規(guī)則地擺放在培養(yǎng)皿上，形成一個個球狀細(xì)胞團(tuán)。根據(jù)需要，每個細(xì)胞團(tuán)可由5到140個分離的細(xì)胞組成，其直徑在0.25到0.60毫米之間。

本項(xiàng)研究使用的3D打印機(jī)

在胚胎干細(xì)胞被打印出來之后，研究人員就會對其進(jìn)行一系列的測試，以驗(yàn)證這種氣動打印技術(shù)的有效性。比如說，研究人員會測試打印出的干細(xì)胞是否還能存活，是否還保持著分化成各種細(xì)胞的能力。他們還會同時測試細(xì)胞密度、特性及其分布模式。

    Shu博士說：“利用這種氣閥打印技術(shù)，可以通過開關(guān)氣閥來控制打印出的細(xì)胞。只要改變氣閥的噴嘴直徑、進(jìn)口氣壓和閥門打開時間，我們就可以非常精確地控制細(xì)胞放置數(shù)量。”

    “我們發(fā)現(xiàn)這種氣動打印技術(shù)非常地柔和，足以保持干細(xì)胞的高存活度，并且也能夠精確地制造出統(tǒng)一尺寸的細(xì)胞團(tuán)。更重要的是，打印出的胚胎干細(xì)胞保持了它們的多能性——可以像正常的人類胚胎干細(xì)胞一樣分化成其他各種細(xì)胞。”

    Roslin Cellab公司的業(yè)務(wù)發(fā)展經(jīng)理Jason King說道：“首次制造出人類胚胎干細(xì)胞是我們與赫瑞瓦特大學(xué)的合作成果。一般來說實(shí)驗(yàn)室中都是以二維形式培育細(xì)胞，有一些細(xì)胞也已經(jīng)以三維形式被制造出來，但是這些方法都無法制造出敏感的人類胚胎干細(xì)胞。我們相信這項(xiàng)技術(shù)有著巨大而長遠(yuǎn)的意義，有了這項(xiàng)技術(shù)，藥物檢測將不再需要傷害動物，亟需器官移植的患者也不再需要等待捐獻(xiàn)者，還可以避免可能產(chǎn)生的排異反應(yīng)。”

    “未來，我們希望這項(xiàng)技術(shù)能夠進(jìn)一步發(fā)展，利用患者的自身細(xì)胞制造出他所需要的器官來進(jìn)行移植，這就不再需要器官捐獻(xiàn)，也不再會有移植排斥和免疫抑制問題了。”Shu博士說。（更多3D資訊，盡在web3D納金網(wǎng)http://www.westwoodtownhomes.com/）