科学家成功生物3D打印功能性的血管化老鼠甲状腺

2015年，俄罗斯公司3D Bioprinting Solutions 的一组科学家成功3D打印出甲状腺并将其移植到一只老鼠身上。现在，科学家们又取得了新进展，为此发表了一篇名为“生物打印功能性的血管化老鼠甲状腺结构”的论文。

虽然甲状腺能引起复杂的问题，但它本身是一个相对简单的结构，因此很容易成为3D打印的目标对象。“甲状腺是一个内分泌器官，其解剖结构相对简单，没有复杂的导管系统，基本上由甲状腺滤泡和血管系统组成，”研究人员解释说。研究人员采用了一种无需支架的3D打印技术和能自我融合的组织球体。他们将甲状腺球体（TS）和尿囊球体（AS）作为甲状腺细胞和内皮细胞的来源，用一台定制的生物打印机，在一种胶原水凝胶中将两种球体打印成一个紧密队形。然后，被紧放在甲状腺球体旁边的内皮细胞侵入它们，并将它们血管化。同时，来自甲状腺球体的上皮细胞形成滤泡。


此过程中使用的生物打印机名为Fabion，是内部专门开发的，由多个功能部件组成，包括一个注射泵、一个流体芯片、一个装载活塞、一个捕获活塞和一个沉积活塞（上面带一个凹槽，用于液体移除）。这些部件协同工作，以确保3D打印的高精度，它们一次可以沉积单个组织球体。生物打印机还包括一个加热和冷却系统，以更好地控制胶原水凝胶的聚合。3D打印甲状腺结构会在胶原水凝胶中培养4天。随后，研究人员将3D打印甲状腺移植到甲状腺机能减退的老鼠身上，并分别在三周和五周后对小鼠进行了测试。结果显示老鼠的甲状腺激素水平显著提高，表明这个3D打印器官确实不辱使命。组织学评估也显示这个生物打印甲状腺能成功地发育成熟并与老鼠的其他部位融合。


据介绍，研究人员计划在2018年3D打印一个人体甲状腺，也将与奥卢大学合作，用肾组织细胞生物打印一个迷你肾脏。“最终，我们的方法将能生物打印出任何人体器官，”研究人员说。