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科学家尝试3D打印类大脑软性组织,通过低温冷冻加固支撑

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3D打印人体器官是生物3D打印的重要研究方向,但目前仍然处于早期阶段,2018年1月16日,南极熊从极客公园获悉,近日,帝国理工学院的研究者透露,其团队正在尝试用 3D 打印技术制造类似人脑组织。并通过低温冷冻技术解决了软性组织在打印过程中的坍塌问题。


在医疗领域,已经有很多医学团队在尝试用 3D 打印技术制造人体器官。通过病人自己身体的细胞,医生可以用 3D 打印技术「打印」出相关器官,这对于那些需要器官移植的病人来说是好消息,移植器官在全球都是紧缺资源。


不过,3D 打印技术也并非无所不能。要想打印器官,研究人员首先要打印出一个器官的框架,然后在这个框架之中植入细胞。目前,由于 3D 打印只能使用刚性材料,所以也仅限于制造骨骼等较硬质地的器官。至于大脑或者肺部这样较软的人体组织,还不能用 3D 打印技术来制造。


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图片来源:帝国理工学院


据帝国理工学院透露,学校的研究团队正在研发一种新的方式,让 3D 打印制造大脑等软性人体器官成为可能。和刚性材料不同的是,帝国理工的研究人员使用的是一种复合凝胶材料。


但是,使用柔软的材料来进行 3D 打印有一个难题:随着层级的增加,底层容易产生结构性崩溃。所以,如果想要打印多层物体,意味着底层需要足够牢固,来支撑「上层建筑」。为了解决这个难题,帝国理工的研究人员在过程中使用了低温物理学,将新打印出的层级用低温进行冷冻,使其足够坚固,能够支撑下一层级。当整个 3D 打印过程完成后,研究人员会慢慢将其解冻。


虽然目前已经有可能使用 3D 打印技术制作类似大脑的软性组织,但离打印整个人类大脑还有很长的路要走。目前帝国理工研究人员使用的低温技术,是通过 3D 打印机的托盘实现的,这意味着离托盘较远的层级,可能在项目完成前就已经解冻了。另外,用于打印的材料质地越软,其发生结构性崩溃的几率也越大,尤其是在打印类似大脑这样复杂结构的器官的时候。


来源:极客公园


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