新型温控3D打印生物墨水对人工器官更安全

　　当前，3D生物打印技术通过制造三维活体组织和器官来治疗疾病和损伤，越来越受医疗机构和患者的欢迎。然而，为了有效地工作，用于生物打印的“墨水”必须使用紫外线或化学过程使其固化。但现在研究人员已经开发出一种新的生物墨水，它会随着体温的变化而变硬，这使得它在人工器官和组织再生应用中更加安全。

　　

　　上图：研究人员开发了一种新的3D打印生物墨水，可以在体温下硬化。

　　生物打印使用3D可打印的生物墨水，这种物质通常含有细胞，可以引起身体产生旨在组织再生的生物反应。但由于3D打印过程的高压力，生物墨水必须具有特殊的机械和生物特性，才能用于挤压型生物打印机。同时，它们还需要具有生物相容性和可生物降解性。

　　目前，基于水凝胶的生物墨水在用于人体之前必须经过光固化过程。光固化引起交联，在水凝胶中的聚合物链之间形成强大的、永久的共价键，增加其在生理条件下的机械强度和稳定性。引入水凝胶以实现光固化的光引发剂是由紫外线（UV）光激活的，但紫外线会破坏细胞的DNA。而化学交联剂是光固化的另一种选择，它使用一种试剂（交联剂）来达到同样的效果。

　　现在，韩国科学技术研究院（KIST）的研究人员开发了一种新的水凝胶生物墨水，可以在不需要光固化或化学交联的情况下保持其物理结构。

　　

　　该团队首次开发了一种基于聚（有机磷腈）的温度敏感水凝胶，该水凝胶在低温下以液体形式存在，这意味着它可以很容易地打印，并在体温（98.6°F/37°C）下硬化，而无需光固化或化学交联。

　　在接近体温的温度下，未光固化的3D生物打印材料物理稳定，并被生物降解为无毒材料。此外，研究人员还证明，这种新型生物墨水可以装载生长因子，能够长期储存。这些蛋白质可以刺激细胞生长和分化、身体的炎症反应和组织修复。

　　

　　上图：3D打印支架，并应用于大鼠颅骨内。

　　研究人员将生长因子骨形态发生蛋白-2（BMP-2）和转化生长因子- 1（TGF-Beta1）混合到生物墨水中，并创建了一个3D支架，并将其植入大鼠受损的颅骨中。他们发现，周围的组织很快迁移到了支架上，促进了正常骨的再生。而且，支架在42天内缓慢降解。

　　该研究小组正在继续开发生物墨水，以用于骨骼以外的组织，并表示有朝一日可能用于人造器官。

　　该研究的通讯作者宋秀昌（音译）表示：“此次开发的生物墨水具有不同的物理性质，除了骨组织之外，正在进行将其应用于其他组织再生的后续研究，预计最终能够实现针对每个组织和器官的生物墨水的商业化。”

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