英国科学家开发出新型含有干细胞的生物墨水可3D打印软骨

日前，英国布里斯托大学（University of Bristol）的科学家们开发出了一种新型的生物墨水，据称这种墨水最终可能3D打印出可作为手术植入物的复杂组织。

这种含有干细胞的生物墨水可以用来3D打印活组织，也就是我们常说的生物打印。

据了解，这种新型生物墨水包含两种不同的聚合物成分：从海藻中提取的天然高分子材料和可用于医疗行业的损耗型合成聚合物，而且这两种成分都能够发挥作用。其中合成聚合物可以在温度升高时将生物墨水从液体转化成固体，而海藻中的提取物则在引入细胞营养时为其提供结构支持。

来自该校细胞和分子学院的首席研究员Adam Perriman博士称：“设计这种 新型生物墨水是极具挑战性的。你需要一种材料可既能够打印，其强度又足以在打印的组织被浸入营养液时保持其形状，同时对细胞无害。我们成功地做到了这一点，但在我们找到最终的配方之前经过了很多次的试错。

“这种特殊的生物油墨配方可以作为一种液体从改装的桌面型3D打印机上挤出，在37摄氏度时转化为一种凝胶，就可以构建复杂的活3D组织了。”

目前该团队已经能够将干细胞分化为软骨细胞（即可以分泌骨基质的细胞）和成骨细胞（可以分泌软骨基质并嵌入其中的细胞），从而可以在5周内开发出3D打印组织结构，包括一个全尺寸的气管软骨环。

Perriman博士说：”对我们来说最惊讶的是，当引入细胞营养素时，这种合成聚合物会被完全从3D结构中排出，只剩下干细胞和天然海藻聚合物。这就反过来在结构上创建出了很多微小孔隙，从而更有效地将养分送给干细胞。“

据了解，该研究团队的这一发现已经登上了《Advanced Healthcare Materials》的封面，该论文的题目是《使用一种模板化孔隙的生物墨水的3D生物打印（3D Bioprinting Using a Templated Porous Bioink）》。

人们普遍认为，这一成果最终可能导致使用患者自己的干细胞为手术3D打印骨骼或软骨植入物的实现，这种骨科植入物可以用在膝关节和髋关节手术中。