從材料學(xué)、航空領(lǐng)域、工業(yè)器械到生物行業(yè)，3D打印技術(shù)正以熱門(mén)、創(chuàng )新的姿態(tài)滲入其中。同時(shí)，生物3D打印是再生醫學(xué)、器官移植領(lǐng)域不可忽視的一種新興力量。不少實(shí)驗室都將生物3D技術(shù)構建組織、器官作為研究課題，致力于突破組織工程學(xué)的局限和難題。

　　作為再生醫學(xué)的熱門(mén)“利器”，目前的三維打印技術(shù)雖然實(shí)現了組織、器官的構建，但是還不能研發(fā)出足夠完整、強度的功能性組織結構，用于人體一直。

　　2月15日，Nature子刊《NatureBiotechnology》在線(xiàn)發(fā)表一篇文章，揭示了一種最新的3D打印技術(shù)——IntegratedTissueandOrganPrinting(ITOP)。通過(guò)使用新型生物材料，該打印技術(shù)能夠構建出結構穩定且具備功能的人耳器官、骨骼和肌肉組織，更重要的是這些組織器官融入微通道，能夠維持其繼續生長(cháng)形成血管、軟骨等系統，從而發(fā)揮功能。

　　ITOP融入微通道，構建出人耳、骨肉、肌肉等組織結構

　　ITOP技術(shù)由來(lái)自于維克森林大學(xué)浸信醫學(xué)中心（WFUBMC）再生醫學(xué)系主任AnthonyAtala研究團隊歷經(jīng)十年之久研發(fā)而成。

　　ITOP技術(shù)原理：利用類(lèi)似于塑料的可降解生物材料和優(yōu)化的水性凝膠，結合3D打印技術(shù)實(shí)現組織結構的重建，且這些材料能夠支撐整個(gè)結構，保證細胞包含其間不受到損傷。特別注意的是，凝膠包含了微通道（micro-channels），能夠與身體構建連接，實(shí)現氧氣、營(yíng)養等物質(zhì)的運輸，為細胞的生長(cháng)提供環(huán)境，從而實(shí)現其功能。

　　ITOP技術(shù)已有成果：Atala團隊構建了小型人耳器官，并將其移植至老鼠身上。觀(guān)察2個(gè)月后，實(shí)驗小鼠身體上的耳朵依舊保持原有結構，且已經(jīng)形成軟骨組織和血管系統。

　　這一試驗結果表明，通過(guò)結合生物學(xué)原理融入微通道，能夠為細胞提供各必需營(yíng)養物質(zhì)，支持細胞和組織的生長(cháng)和功能。這些微通道為打印組織的血管、神經(jīng)系統形成提供了可能。

　　研究人員使用ITOP系統和人類(lèi)干細胞構建下頜骨碎片，用于人面部重建和修復。試驗中，研究人員將下頜骨碎片移植至老鼠身上。5個(gè)月后，這些骨頭碎片已經(jīng)形成血管。

　　此外，研究人員也成功構建出肌肉組織，并植入老鼠模型。這類(lèi)新技術(shù)構建的組織、器官都能夠生成血管、神經(jīng)系統在2周內，且其本身形狀并不改變。

　　有望實(shí)現個(gè)性化再生醫學(xué)

　　Atala團隊認為，既然ITOP技術(shù)能夠實(shí)現細胞生長(cháng)、維持組織結構功能，那么它將能夠應用于個(gè)性化的再生醫學(xué)領(lǐng)域

　　他們設想，通過(guò)CT、核磁共振成像等技術(shù)獲取不同患者的身體結構數據，結合打印軟件分析，構建匹配的3D式組織和器官。隨著(zhù)技術(shù)的進(jìn)步，ITOP將有望實(shí)現個(gè)性化組織器官重建，用于手術(shù)移植等過(guò)程。