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浙江大学机械工程学院教授傅建中课题组近日取得重大突破，开发出一种全新的器官打印工艺，成功解决了3D打印细胞的营养维持问题，使细胞能够存活更久，从而为大尺寸器官的3D打印铺平了道路。相关研究成果已在线发表于《生物材料》期刊。

器官打印是一种利用3D打印技术，将含有细胞的生物墨水层层叠加，构建出具有三维结构的组织，并通过后续培养获得所需组织的技术。如果能够实现3D打印人造器官，将有效缓解当前器官移植的巨大需求缺口，并可用于前期药物筛选实验。

然而，打印活体组织远比打印普通三维模型复杂得多。该研究通讯作者贺永指出，器官打印面临三大挑战：寻找合适的凝胶材料以包裹细胞并打印成型；如何输送营养以实现体外培养；以及如何在培养过程中调控环境使独立细胞融合成功能性组织。

目前，器官打印受限于营养输送问题，导致许多区域营养难以有效输送，进而影响后续培养。因此，扩大器官尺寸成为一大难题。贺永解释说，组织内部遍布的微细血管是营养输送的关键通道，而在体外重构这些血管是解决营养输送问题的关键。由于凝胶材料非常柔软，目前多采用“二次打印”法，即先打印组织再构造流道，但效果并不理想。

贺永课题组另辟蹊径，提出同时打印组织结构和营养输送流道的“一次成型”思路。在一次实验中，他们发现使用同轴喷头挤出中空凝胶丝时，两条凝胶丝可以融合在一起并具有一定强度。受此启发，课题组用一年时间尝试基于中空凝胶纤维进行器官打印。实验结果证明，这一工艺不仅可靠，而且具有优越性：流道不仅能稳定输送营养，还能让大分子营养物质渗透到细胞中。

贺永表示，这一工艺将为制造接近真实尺寸的器官提供可能，并可广泛应用于片上器官、凝胶基微流控芯片、细胞传感器芯片和药物筛选芯片等领域。