Science:打印一颗心！人造人体器官再现奇迹，科学家打印出会跳动的心

就在不久前，学术上所工作团队和读者朋友概述了3D纸张脑部的一项重磅跃升：化学家们造出新近了包含腹腔和鼻窦、可能会“呼吸”的迷你人工肺。该研究课题登上了顶尖学术期刊《科学知识》的封面。而在最新近一期《科学知识》上，生物体建设工程学家们再一跃升生物体材料的新近科技障碍，带来一项“激动人心”的新近成果。生物体纸张新近科技模拟肺有组织和复制生物肾脏在结构上，让繁复的“人造脑部”早就变成虚幻。美国卡耐基卡莱尔所大学（Carnegie Mellon University）的化学家们开发出新近一种科技的3D生物体纸张新近科技，以肝细胞为材料，生产出新近具有更是高解像度、图案可以更是繁复的关的有组织支架。“这种史无前例的作法，使有组织建设工程学行业向3D纸张全大小肾脏又迈进了一步。”研究课题行政部门的新近闻概述。肝细胞是一种十分完美的生物体材料。因为这类细胞质本身就是体内主要的在结构上细胞，是细胞外基质的主要成分。它们有足够的所生产强度，为细胞和有组织成分获取在结构上空间。Andrew Hudson博士是这项研究课题的共同一作，用他的话知道，“体内几乎每个有组织都由肝细胞密切相关”。尽管如此，要用天然的肝细胞做3D纸张的生物体墨井水，还有新近问题必需要解决。“它是氢气的，假如你不想在氢气之中把它纸张出新近来，那么你只可能会在制作平台上给予一滩井水。”Hudson博士解释。如何让肝细胞保有完整的有组织形状，还要超越高解像度和高保真度？为此，Adam Feinberg任教曾三度的研究课题工作团队开发了一种新近新近科技，他们将其定名为为“新近鲜”（FRESH），旧称是“悬浮井水凝胶的自由可逆式浸入”（Freeform Reversible Embedding of Suspended Hydrogels）新近科技。这种3D纸张新近科技以填充物作为保持平衡床下，特定浓度的肝细胞从灵活的纸张垂直之中挤出新近后，可以在保持平衡胶之中逐层沉积岩和融化。等到纸张完成，研究课题医务人员把气压从室温优化到心率，就可以让保持平衡用的填充物冰，同时让纸张出新近来的肝细胞在结构上、浸入肝细胞之中的细胞保有完好无损。利用FRESH新近科技，他们用细胞和肝细胞成功纸张出新近不同大小的肾脏零模块：小到毛细腹腔，大到与男婴肾脏相当的生物肾脏模型，包含腹腔系统、腔室之间的脊柱等在结构上。而且，解像度最高超越20微米，大大的超过原来新近科技100~500微米的解像度。研究课题医务人员用肝细胞纸张出新近来的人工肾脏脊柱，脊柱可以打开和重新启动。研究课题医务人员还的设计了一个使用两种生物体墨井水纸张的肺动脉模型，由肝细胞纸张出新近内壁和上部，之中间是生物胚胎干细胞来源的肌肉组织。正如他们的考虑到，在纸张并培育4周后，这一3D人造有组织不仅保有了完整的在结构上，并且产生了生物肾脏应有的集体节律机能！用肝细胞和细胞两种生物体墨井水纸张出新近人工小肠，集体节律的人工小肠。Feinberg任教总结知道：“我们的研究课题结果表明，我们能用细胞和肝细胞纸张出新近肾脏的零模块，把它们可能会用真正具有机能的模块，比如肾脏脊柱或跳动的小肠。”借助计算机断层扫描原始数据，研究课题医务人员用肝细胞纸张出新近的人工肾脏正确地复制了具有患者个体特征的解剖在结构上。有了这样一种新近科技，不仅可以用肝细胞纸张大大小的关的，研究课题医务人员普遍认为，像纤维细胞、透明质酸、藻酸盐等各种；也生物体材料，都可以作为生物体墨井水用于3D纸张。“FRESH新近科技为有组织建设工程获取了一个适应性强大的平台。”研究课题医务人员概述。为了让更是多人可以使用这种3D纸张新近科技，研究课题医务人员还将硬件平台的的设计“开源”，免费体会。他们借此，不光是实验室的科研医务人员，甚至初级之中学科技组的许多学生们，也可以构建并赢得低成本、高效能的3D生物体纸张机。当然，研究课题者也提到，要纸张符合大小的人造脑部还有诸多考验，比如大型有组织必需要数十亿的细胞。但是无疑，我们早就见证奇迹的实现过程。这项FRESH新近科技与段落提到的迷你人工肺纸张新近科技，“早就让按必需纸张脑部更是相对于虚幻”。零碎出新近处：A. Lee1，*， A. R. Hudson1，*， D. J. Shiwarski1， et al.， (2019) 3D bioprinting of collagen to rebuild components of the human heart. Science. DOI： 10.1126/science.a9051