用糖作原料3D打印器官组织支架,科学家们做到了!

生物 3D 打印的一个难点就是开发用于形成 3D 打印组织的支架,如果解决了这个难题,3D 打印技术也就向前迈出了一大步。

最近,伊利诺伊大学工程师发现了一种材料,就是小孩都爱吃的糖特别是异麦芽酮糖醇,可以制作 3D 打印的支架。

异麦芽酮糖醇是一种糖醇,用于制造润喉糖,可以减轻喉咙疼痛,在一些情况下还能救命。

异麦芽酮糖醇是水溶性可生物降解材料,它的独特之处是能够使用自由形态 3D 打印技术进行 3D 打印。

简单说就是,可在半空中用糖绘制图形,糖遇空气会变硬,所以可以保持绘出的形状,这让人们能够打印出精致的细丝网格,而一团固体。

伊利诺斯大学生物工程学教授兼癌症中心主任 Rohit Bhargava 说:“我们可以在其周围设计柔软材料或生长细胞和组织,然后溶解掉糖支架。例如,可以应用在实验室中培养组织或研究肿瘤”。

此前,科学家们就开始用糖进行 3D 打印,但问题是糖很容易结晶还易燃。为此,研究员设计出特制 3D 打印机,该打印机具有合适的温度、喷嘴压力和直径,并能够快速打印物料。

3D 打印自由形式结构有一个很大的优点,那就是它可以打印具有圆形横截面的细管,传统的打印技术无法做到这一点。

当糖支架溶解掉后,圆形通道仍旧可以保留,它们就像血管一样,可以在组织中传输营养物或在微流体装置中创建通道。

此外,通过对 3D 打印机参数进行微小改变,可以精确控制物体各部分的机械特性。

Bhargava 说,如果想要打印一只兔子,我们就能利用这项技术改变兔子尾巴的机械特征,使之与兔子背部不同。

传统的 3D 打印技术很难完成这一点,因为它采取的是分层打印,在打印材料相同的情况下很难调整机械性能。

目前该团队正在将此技术用于各种微流体装置和细胞培养物,并努力为支架控制其溶解速度。

该团队还希望能有其它团队利用他们的模型研发出更合适的 3D 打印机以及操作算法,从而探索异麦芽酮糖醇结构的不同应用。