細胞都還不能合成，3D列印器官是怎麼成功的？

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人類基因測序都還沒完成，蛋白質合成也並非輕而易舉，3D列印器官是怎麼回事？

3D列印器官是直接採用幹細胞分化，得到相應的組織細胞，通過生物性膠質粘合在一起。目前3D列印器官最小單位是細胞，因此不涉及細胞的內部結構。另外，關於器官的各種精細結構了解不夠，還不能進行複雜器官的列印。TED中只是展示列印出了腎臟外形，卻沒說列印出的腎臟可供移植。是列印的簡單結構的膀胱給人移植了。還有對於如何使列印出的器官具有生理活性，如何建立器官在體內自身的代謝機制，都是短期內難以解決的問題。

最近，來自清華大學和美國德雷塞爾大學Drexel University的科學家們，開發出了一種3D列印方法，能夠製備出高度一致的胚胎幹細胞的模塊。

這些細胞能夠產生我們體內所有的細胞類型，可以被用作樂高積木來構建組織結構更大的組織結構，甚至是微器官。相關研究結果發表在十一月四日的Biofabrication雜誌上。

3D列印服務

本文第一作者清華大學機械工程系教授國家千人計劃引進人才孫偉Wei Sun解釋說看到我們能以這樣一種可控的方式培育胚狀體，真是非常令人興奮的。長大的胚狀體是均勻的和同質的，並可作為進一步組織生長的一個更好的起點。

研究人員使用擠壓為基礎的3D列印，產生了一種網格狀三維結構，來培育胚狀體，可在7天時間內顯示細胞活力和快速的自我更新，同時保持很高的多能性。

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如何培養可用於醫療目的的胚胎幹細胞

孫教授繼續說列印這些細胞的另外兩種常見方法是，二維法在一個培養皿或通過懸浮法通過重力材料下降，逐漸獲得石筍狀的細胞。然而，這些方法列印的細胞，並沒有表現出相同的細胞均勻性和同質的增殖。

我認為，我們製備了一種三維微環境，更像是在體內發現的擬胚體不斷增長的環境，這解釋了較高水平的細胞增殖。

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這項研究的示意圖

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帶網格結構的3D列印細胞模型的圖像A細胞構造的全貌。B相位對比圖像展示在不同密度的情況下細胞的形態和分布，分別為第3天5天和7天。比例條1毫米。

研究人員希望，這種技術可以被開發成為，高通量地產生胚狀體，為其他研究人員在組織再生上進行實驗/藥物篩選研究，提供基本的構建塊。

本文共同作者清華大學機械工程系助理研究員姚睿Rui Yao補充說我們的下一步是，查明我們如何可以通過改變列印和結構參數，改變胚狀體的大小，以及改變胚體尺寸如何導致製造不同類型的細胞。

孫偉教授總結說在較長的時間內，我們希望生產受控的非均質擬胚體。這將促進不同類型的細胞類型緊挨著發育，這將為在實驗室中從頭製備微器官的方法，做出指導。

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現在應該短期內不可行吧。因為3D列印出來的器官應該不具有生物活性，即使可以移植到人體內，也不能夠function，並且列印出來的細胞gene expression 如何控制， DNA sequence 能不能完全一樣也都是短期內難以解決的問題。

細胞可以培養。然後問題就只是細胞間質和溫度ph等物理、化學參數了。