是否有可能在實驗室中生長組織，例如替代受傷的軟骨？在維也納工業(yè)大學的研究人員現已向制造實驗室級別替代組織的目標邁進了一大步，他們采用了一種與全球其他地方所使用技術大相徑庭的方法，成功地在實驗室中培養(yǎng)了可以替代受損軟骨的組織。這項開創(chuàng)性的研究成果已在《生物材料學報》上發(fā)表。

該方法利用了一種特殊的高分辨率3D打印技術，創(chuàng)建了由生物兼容且可降解塑料制成的微型多孔球體，并在球體內植入細胞。這些球體隨后能夠被排列成任意的幾何形狀，其中不同單元的細胞能夠無縫融合，形成一體的活組織。值得一提的是，軟骨組織的成功培養(yǎng)已在維也納工業(yè)大學得到驗證，此前這被認為是一項特別具有挑戰(zhàn)性的工作。

維也納工業(yè)大學材料科學與技術研究所的研究人員Oliver Kopinski-Grünwald表示：“培養(yǎng)干細胞以生成軟骨細胞并非最大挑戰(zhàn)，主要的難題在于通常很難控制最終組織的形狀，因為這些干細胞團塊會隨時間改變形狀并常常收縮?！?br />
為了解決這一問題，研究團隊采取了一種新方法：使用一種專門開發(fā)的激光高分辨率3D打印系統來制造直徑僅為三分之一毫米的迷你籠狀結構，這些結構形似微型足球，可以作為支撐結構，像積木一樣組裝成任何形狀。

干細胞首先被引入這些足球形狀的迷你籠中，并很快充滿這些微小空間。Aleksandr Ovsianikov教授，3D打印和生物制造的負責人解釋說：“通過這種方法，我們可以可靠地生產出細胞分布均勻且密度極高的組織元件，這是以往方法無法實現的?！本S也納工業(yè)大學的研究團隊。

使用了特殊處理的干細胞，這些細胞被預設為形成特定類型的組織，在本研究中即是軟骨組織。這類細胞在醫(yī)學應用中極具吸引力，但在構建更大的軟骨組織時面臨挑戰(zhàn)，因為軟骨細胞形成的細胞外基質通常阻礙不同細胞球體以預期方式共同成長。

如果3D打印的多孔球體能夠按照所需方式被細胞定植，那么這些球體就能被排列成任何所需形狀。現在的關鍵問題是，不同球體中的細胞能否也融合成為均一、同質的組織。

Kopinski-Grünwald表示：“我們現在首次展示了這一過程。通過顯微鏡，我們可以清晰地看到，相鄰的球體相互生長、細胞之間進行遷移，無縫地連接并形成一個沒有任何空隙的封閉結構，與以往的方法相比，這種方法避免了相鄰細胞團之間可見的分界線?！?br />
這些微型3D打印支架在組織成熟過程中提供了結構的機械穩(wěn)定性。幾個月后，塑料結構會自然降解并消失，留下所需形狀的成熟組織。

這項研究不僅限于軟骨組織，理論上還可以用于定制其他類型的更大組織，如骨組織。然而，對于超出一定大小的組織，如何整合血管系統仍是一項挑戰(zhàn)。

Oliver Kopinski-Grünwald說：“我們的初步目標是制造小塊定制軟骨組織，可以用來替換受傷后的軟骨材料?！薄盁o論如何，我們已經證明了使用球形微支架生產軟骨組織的方法在原理上是可行的，并且與其他技術相比具有決定性優(yōu)勢?！?

是否有可能在實驗室中生長組織，例如替代受傷的軟骨？在維也納工業(yè)大學的研究人員現已向制造實驗室級別替代組織的目標邁進了一大步，他們采用了一種與全球其他地方所使用技術大相徑庭的方法，成功地在實驗室中培養(yǎng)了可以替代受損軟骨的組織。這項開創(chuàng)性的研究成果已在《生物材料學報》上發(fā)表。

該方法利用了一種特殊的高分辨率3D打印技術，創(chuàng)建了由生物兼容且可降解塑料制成的微型多孔球體，并在球體內植入細胞。這些球體隨后能夠被排列成任意的幾何形狀，其中不同單元的細胞能夠無縫融合，形成一體的活組織。值得一提的是，軟骨組織的成功培養(yǎng)已在維也納工業(yè)大學得到驗證，此前這被認為是一項特別具有挑戰(zhàn)性的工作。

維也納工業(yè)大學材料科學與技術研究所的研究人員Oliver Kopinski-Grünwald表示：“培養(yǎng)干細胞以生成軟骨細胞并非最大挑戰(zhàn)，主要的難題在于通常很難控制最終組織的形狀，因為這些干細胞團塊會隨時間改變形狀并常常收縮?！?br />
為了解決這一問題，研究團隊采取了一種新方法：使用一種專門開發(fā)的激光高分辨率3D打印系統來制造直徑僅為三分之一毫米的迷你籠狀結構，這些結構形似微型足球，可以作為支撐結構，像積木一樣組裝成任何形狀。

干細胞首先被引入這些足球形狀的迷你籠中，并很快充滿這些微小空間。Aleksandr Ovsianikov教授，3D打印和生物制造的負責人解釋說：“通過這種方法，我們可以可靠地生產出細胞分布均勻且密度極高的組織元件，這是以往方法無法實現的?！本S也納工業(yè)大學的研究團隊。

使用了特殊處理的干細胞，這些細胞被預設為形成特定類型的組織，在本研究中即是軟骨組織。這類細胞在醫(yī)學應用中極具吸引力，但在構建更大的軟骨組織時面臨挑戰(zhàn)，因為軟骨細胞形成的細胞外基質通常阻礙不同細胞球體以預期方式共同成長。

如果3D打印的多孔球體能夠按照所需方式被細胞定植，那么這些球體就能被排列成任何所需形狀。現在的關鍵問題是，不同球體中的細胞能否也融合成為均一、同質的組織。

Kopinski-Grünwald表示：“我們現在首次展示了這一過程。通過顯微鏡，我們可以清晰地看到，相鄰的球體相互生長、細胞之間進行遷移，無縫地連接并形成一個沒有任何空隙的封閉結構，與以往的方法相比，這種方法避免了相鄰細胞團之間可見的分界線?！?br />
這些微型3D打印支架在組織成熟過程中提供了結構的機械穩(wěn)定性。幾個月后，塑料結構會自然降解并消失，留下所需形狀的成熟組織。

這項研究不僅限于軟骨組織，理論上還可以用于定制其他類型的更大組織，如骨組織。然而，對于超出一定大小的組織，如何整合血管系統仍是一項挑戰(zhàn)。

Oliver Kopinski-Grünwald說：“我們的初步目標是制造小塊定制軟骨組織，可以用來替換受傷后的軟骨材料?！薄盁o論如何，我們已經證明了使用球形微支架生產軟骨組織的方法在原理上是可行的，并且與其他技術相比具有決定性優(yōu)勢?！?