3D打印可精确建模复杂人体组织

来源:科技日报2025年05月28日 13:50作者:张佳欣

STOMP体积小巧,可轻松置于指尖,有望推动人体组织建模技术的发展,还可用于研究各种复杂疾病。

图片来源:美国华盛顿大学

美国华盛顿大学团队开发出一款名为悬浮组织开放式微流控图案化(STOMP)的新型3D打印设备。它能够更精准地模拟人体组织,为复杂疾病的研究和治疗提供新工具。相关论文发表在新一期《先进科学》杂志上。

3D组织工程技术近年来发展十分迅速,其可帮助科学家在实验室中“搭建”心脏、肺部、皮肤和肌肉骨骼等组织,用于新药测试和疾病研究。

团队将3D组织工程技术比作“在果冻模具中制作果冻”,即把混合了活细胞与合成材料的水凝胶倒入支架中塑形。不过,这种传统方法虽然模拟了体内环境,但在同时研究多种组织类型、模拟复杂疾病如神经肌肉疾病时仍有局限性。

此次开发的STOMP改进了这种方法。这款设备仅相当于手指尖大小,其工作原理就像是利用吸管将液体吸上去那样,通过毛细作用,引导凝胶与细胞进入微通道,无需额外设备即可实现高分辨率图案化构建。这意味着,STOMP可将不同类型的细胞均匀分布在指定位置,就像在果冻中把水果一颗颗点缀到理想位置一样,精细而有序。

在实验中,STOMP成功模拟了患病与健康心肌组织的对比收缩,以及连接牙齿与牙槽骨的韧带结构。STOMP的可扩展性和操作简便性,为研究更复杂的人体组织结构和疾病模型提供了新平台,也为药物筛选和再生医学应用带来新希望。

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