在美國史蒂文斯理工學(xué)院，一組研究人員目前正致力于開發(fā)一種基于微流體的生物打印方法。這種微流體生物打印是一種處理具有微米范圍特征的流體的技術(shù)。有趣的是，這個項目將使研究人員能夠在比以往任何時候都小得多的規(guī)模上開展工作，甚至可以創(chuàng)造任何類型的人體組織。研究人員可以非常精確地再現(xiàn)人體細胞的生物學(xué)特性，從而推進器官移植等工作。 

在 Robert Chang 教授的帶領(lǐng)下，該團隊開發(fā)了一種計算模型來加速微流控生物打印并促進器官發(fā)育。根據(jù)美國衛(wèi)生與公眾服務(wù)部衛(wèi)生資源與服務(wù)管理局移植處 (DoT) 的數(shù)據(jù)，目前有 105,940 人在國家移植等候名單上。缺乏可供移植的器官對全國人民來說是致命的，而這個問題可能會通過 3D 打印得到解決。您可能知道，生物打印能夠復(fù)制定制的細胞結(jié)構(gòu)，以促進例如皮膚甚至器官的創(chuàng)建. 盡管我們距離獲得 3D 打印的心臟或功能齊全的腎臟還很遙遠，但正如這一最新進展所清楚表明的那樣，進展是真實的。 

這個美國團隊進行的研究可以打破平衡。這尤其是因為它基于微流體。市場上的其他生物3D打印機主要以擠壓為主，即逐層擠壓油墨，厚度約為200微米。然而，多虧了微流控生物打印，它有可能下降到只有幾十微米，這樣的規(guī)模就更接近于細胞本身的規(guī)模。羅伯特張解釋說：“在不需要人類捐贈者的情況下創(chuàng)造新的器官來訂購和挽救生命將對醫(yī)療保健帶來巨大的好處。然而，要達到這個目標是很棘手的，因為使用“生物墨水”——充滿培養(yǎng)細胞的水凝膠——打印器官需要對打印的微纖維的幾何形狀和尺寸進行一定程度的精細控制，而目前的 3D 打印機根本無法實現(xiàn)?！?/span>

通過盡可能接近人體細胞的規(guī)模，該團隊將能夠重現(xiàn)每個細胞的更詳細的生物學(xué)特征。該團隊開發(fā)了一種微流控打印頭的計算機模型，用于控制流速和流體動力學(xué)等參數(shù)。該模型允許它修改生物打印結(jié)構(gòu)的幾何形狀和材料特性。最重要的是，它提供了混合幾種生物墨水的可能性，因此可以混合幾種類型的細胞，以設(shè)計更復(fù)雜的器官。

到目前為止，研究人員表示他們已經(jīng)使用 3D 打印支架打印了膀胱。但通過結(jié)合多種生物墨水，他們希望走得更遠。Robert Chang 總結(jié)說：“能夠以這種規(guī)模進行操作，同時精確混合生物墨水，使我們能夠復(fù)制任何組織類型。這項技術(shù)仍然很新，我們不知道它會帶來什么。但我們知道它將為創(chuàng)造新結(jié)構(gòu)和重要的新型生物學(xué)打開大門。”