科學家成功3D生物打印功能性的血管化老鼠甲狀腺

2015年，俄羅斯公司3D Bioprinting Solutions 的一組科學家成功3D打印出甲狀腺并將其移植到一只老鼠身上。現(xiàn)在，科學家們又取得了新進展，為此發(fā)表了一篇名為“生物打印功能性的血管化老鼠甲狀腺結(jié)構(gòu)”的論文。
雖然甲狀腺能引起復雜的問題，但它本身是一個相對簡單的結(jié)構(gòu)，因此很容易成為3D打印的目標對象?！凹谞钕偈且粋€內(nèi)分泌器官，其解剖結(jié)構(gòu)相對簡單，沒有復雜的導管系統(tǒng)，基本上由甲狀腺濾泡和血管系統(tǒng)組成，”研究人員解釋說。

研究人員采用了一種無需支架的3D打印技術和能自我融合的組織球體。他們將甲狀腺球體（TS）和尿囊球體（AS）作為甲狀腺細胞和內(nèi)皮細胞的來源，用一臺定制的生物打印機，在一種膠原水凝膠中將兩種球體打印成一個緊密隊形。然后，被緊放在甲狀腺球體旁邊的內(nèi)皮細胞侵入它們，并將它們血管化。同時，來自甲狀腺球體的上皮細胞形成濾泡。
此過程中使用的生物打印機名為Fabion，是內(nèi)部專門開發(fā)的，由多個功能部件組成，包括一個注射泵、一個流體芯片、一個裝載活塞、一個捕獲活塞和一個沉積活塞（上面帶一個凹槽，用于液體移除）。這些部件協(xié)同工作，以確保3D打印的高精度，它們一次可以沉積單個組織球體。生物打印機還包括一個加熱和冷卻系統(tǒng)，以更好地控制膠原水凝膠的聚合。3D打印甲狀腺結(jié)構(gòu)會在膠原水凝膠中培養(yǎng)4天。

隨后，研究人員將3D打印甲狀腺移植到甲狀腺機能減退的老鼠身上，并分別在三周和五周后對小鼠進行了測試。結(jié)果顯示老鼠的甲狀腺激素水平顯著提高，表明這個3D打印器官確實不辱使命。組織學評估也顯示這個生物打印甲狀腺能成功地發(fā)育成熟并與老鼠的其他部位融合。
據(jù)介紹，研究人員計劃在2018年3D打印一個人體甲狀腺，也將與奧盧大學合作，用腎組織細胞生物打印一個迷你腎臟?！敖K，我們的方法將能生物打印出任何人體器官，”研究人員說。