来自哈佛年夜学Wyss研究所的研究人员开辟了一种新的生物墨水书写入手艺，称为SWIFT（写入功能组织），用在3D打印年夜型血管化人体器官构建块（OBB）。该团队展现了它的方式，缔造了在7天内同步融会跳动的心脏组织。这使得可注入患者的器官到达医治结果。 SWIFT生物制造方式在从原始细胞堆积体到干细胞衍生的类器官的OBB中年夜范围建立器官特异性组织方面很是有用。经由过程增材制造削减移植期待时候

据研究人员称，在美国，天天约有20人死在器官移植。固然此刻每一年进行跨越30,000例移植手术，但今朝有跨越113,000名患者正在期待器官。为领会决这类器官欠缺问题，科学家们将他们的但愿依靠在人造器官上。

组织工程是一个快速成长的范畴。 3D打印的前进已致使利用该手艺来构建人体器官外形的活组织组织的繁华。由患者特异性引诱的多能干细胞衍生的类器官构成的器官构建块供给了取得具有必须的细胞密度，微布局和功能的组织的路子。但是，迄今为止，很少存眷它们组装成3D组织布局。经由过程将血管通道3D打印由干细胞衍生的OBB构成的活体基质，该团队的SWIFT手艺降服了这一首要障碍，并发生具有高细胞密度和功能的活的器官特异性组织。 “这是一种全新的组织制造模式。”Wyss研究所研究员Mark Skylar-Scott博士说。“不但仅是试图3D打造一个整体的细胞，SWIFT的核心是生物3D打印一个撑持糊口的组织组织，此中包括年夜量的OBBS，可以终究用在修复和替代人类组织的尝试室 ，包括患者本身细胞的成长版本。“

利用薄喷嘴摹拟器官脉管系统，将由红色，基在明胶的“墨水”通道的分支收集3D打印成由数百万个细胞（黄色）构成的活体心脏组织构建体。照片来自哈佛年夜学威斯学院。

SWIFT生物制造SWIFT是一个两步生物制造进程，起首将数十万个这些OBB组装成具有高细胞密度的活体基质，构成密集的OBB生命矩阵。每毫升含有约2亿个细胞，用在SWIFT的OBB基质也必需表示出所需的自愈性粘塑性行动。在第二步中，经由过程嵌入式生物3D打印将可灌注血管通道嵌入基质内。构建的血管收集答应氧气和其他营养物资经由过程，将这些主要物资传递给细胞。“从这些OBB中构成一个密集的基质，一箭双雕：它不但能到达近似在人体器官的高细胞密度，并且基质的粘度还可以或许在此中印刷遍及存在的可灌注通道收集，以模拟撑持人体器官的血管。“SébastienUzel博士弥补道，他是Wyss研究所和SEAS的研究助理。若何打造一颗跳动的心脏SWIFT方式中利用的细胞堆积体来自成体引诱的多能干细胞。与定制的细胞外基质（ECM）溶液夹杂，构成经由过程离心压实的活体基质。在低温（0-4℃）下，致密基质具有蛋黄酱的稠度。柔嫩到足以在不破坏细胞的环境下进行操作，矩阵依然足够厚以连结其外形 ，是3D打印的抱负前言。在这类手艺中，一个薄喷嘴移动经由过程这个矩阵，沉积一股明胶“墨水”，将细胞推开而不会破坏它们。

加热到37°C，冷基质逐步变硬，变得更坚忍。跟着温度升高，明胶油墨融化并可以洗失落。这留下了嵌入组织构建体内的通道收集，其可以用氧合培育基灌注以滋养细胞。研究人员可以或许将通道的直径从400微米变成1毫米。 3D打印通道可以无缝毗连以在组织内构成分支血管收集。

没有SWIFT印刷通道的组织在培育12小时后（左边）在其焦点中显示细胞灭亡（红色），而具有通道的组织（右）具有健康细胞。照片来自哈佛年夜学威斯学院。SWIFT医治利用的将来为了肯定组织是不是显示器官特异性功能，团队3D打印和灌注分支通道布局到由心脏衍生细胞构成的基质中。在制造心形布局以后，介质经由过程通道飞翔跨越一周。在此时代，心脏OBB融会在一路以构成更坚忍的心脏组织。缩短变得加倍同步，强度跨越20倍，模拟了人类心脏的要害特点。在将来，该团队假想采取新和谈，供给建立更成熟，微血管化OBB的路子。与Wyss Institute教员波士顿年夜学的Chris Chen博士和麻省理工学院的Sangeeta Bhatia博士正在进行合作。

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