这是一个古老的医学梦想：如果干细胞可以人工制造出任意种类的组织，那么身体自身的细胞就可以治愈伤口，甚至有一天可以制造出人造器官。然而，很难将细胞制成所需的形状。迄今为止存在的方法可以分为两种根本不同的类别：一种是首先创建小的组织构件，例如圆形细胞团块或扁平细胞片，然后将它们组装起来，另一种是首先创建一个精细的多孔支架，然后用细胞培养。两种方法都有优点和缺点。
在 TU Wien(维也纳)，现在已经开发了第三种方法：使用一种特殊的基于激光的 3D 打印技术，可以生产直径小于三分之一毫米的微型支架，可以容纳数千个细胞。这样，从一开始就存在高细胞密度，但仍然具有适应结构形状和机械性能的灵活性。
有脚手架还是没有脚手架?
“迄今为止开发的基于支架的方法具有很大的优势：如果您首先制作多孔支架，您可以精确定义其机械性能，”当前研究的主要作者，在 TU 研究的 Olivier Guillaume 博士说Wien 在材料科学与技术研究所的 Aleksandr Ovsianikov 教授的团队中。“支架可以根据需要是软的或硬的，它由在体内降解的生物相容性材料组成。它们甚至可以配备促进组织形成的特殊生物分子。”
然而，缺点是很难快速和完全地用细胞填充这样的支架。尽管已经对自动化流程进行了研究，但今天仍然需要进行大量手动工作。尤其是大型支架，细胞迁移到结构内部需要很长时间;通常细胞密度仍然非常低且不均匀。
如果不使用这样的脚手架，情况就完全不同了。也可以简单地生长小细胞团块，然后将它们以所需的形状连接在一起，以便它们最终合并。使用这种技术，细胞的数量从一开始就很大，但几乎没有任何可能干预这个过程。例如，细胞球可能会改变它们的大小或形状，并且组织最终会具有与预期不同的特性。
活细胞符合高分辨率 3D 打印工艺
“我们现在成功地结合了这两种方法的优势——使用我们在维也纳工业大学研究多年的超高分辨率 3D 打印方法，”Aleksandr Ovsianikov 教授说。
这种双光子聚合技术使用一种光敏材料，该材料通过激光束精确地在所需位置固化。以这种方式，可以以小于一微米的范围内的精度生产结构。
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