再现奇迹，科学家打印一颗会跳动的心！

人造器官再现奇迹

科学家打印出会跳动的心

近期，美国卡耐基梅隆大学（CMU）的研究人员找到了解决方案。他们开发了一种叫做Freeform Reversible Embedding of Suspended Hydrogels（FRESH）技术，以胶原蛋白为生物墨水，3D生物打印了人类心脏的功能性部件（血管、瓣膜和心室搏动），并实现了前所未有的分辨率和保真度。相关研究结果发表在《Science》杂志上。

在最新的研究中，Feinberg实验室开发的FRESH 3D生物打印方法允许胶原蛋白在支持凝胶中逐层沉积，使胶原蛋白有机会在从支持凝胶中取出之前固化。使用FRESH技术，打印完成后，通过将凝胶从室温加热至体温，即可将支持凝胶融化。这样，研究人员就可以在不破坏胶原蛋白或细胞打印结构的前提下移除支持凝胶。

▲卡内基梅隆大学研究人员开发出一种3D生物打印胶原蛋白技术，可以制造人体心脏的全功能成分。（ 图片来源：CMU ）

FRESH这种方法对于3D生物打印领域来说是非常令人兴奋的，因为它允许胶原支架打印大尺寸的人体器官。而且它不限于胶原蛋白，纤维蛋白、藻酸盐、透明质酸等多种软性生物材料均可作为生物墨水。通过FRESH技术进行3D生物打印，为组织工程提供了一个强大且适应性强的平台。更重要的是，研究人员还做了开源设计，这样任何人都可以构建并获得低成本、高性能的3D生物打印机。

Feinberg表示，近期会进行例如因心脏病或肝脏受损而丧失功能的心脏修补工作。展望未来，从伤口修复到器官生物工程，FRESH在再生医学的许多方面都会有所应用。目前仍然存在的挑战是打印大型组织需要数十亿的细胞，如何实现制造规模以及遵循监管程序，以便能在动物和人类中进行测试。

尽管任重道远，但我们距离实现3D生物打印全尺寸人类心脏的梦想又近了一步。

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使用FRESH 3D生物打印

实现更复杂的几何形状

FRESH 已迅速成为许多组织工程师首选的生物打印平台。FRESH 能够以更高的分辨率使用任何软凝胶生物材料进行生物打印，而不受几何复杂性的限制。

FRESH 可以集成到标准生物打印工作流程中，并在 BIO X™ 等挤压式生物打印机上实现。FRESH 彻底改变了生物打印，使研究人员能够应对复杂组织结构和功能的紧迫挑战。例如，FRESH 消除了特定墨水打印优化这种繁琐的任务，让研究人员可以更专注于生物打印真正的 3D 支架和组织。

在 BIO X™ 上进行 FRESH 3D 生物打印非常简单，只需将准备好的 LifeSupport™ 盘放在打印平台上，然后将打印针放入盘的中心即可开始制造复杂的几何形状。

探索一些最有潜力的潜在研究方向：

第一：类组织的复杂打印

第二：形成血管化组织

第三：多材料生物打印

通过将 BIO X™ 生物打印机与 FRESH 相结合，研究人员可以迈入以往梦寐以求的打印复杂性和功能新领域。