光子学有助于生物打印技术转化为临床应用

解决了生物制造方法所面临的三个重大障碍。

基于激光的生物打印已经是新型医学研究技术的一部分，协助精确放置细胞进行研究并将其从一个地方转移到另一个地方。
同样的技术的临床和更大规模的使用对于一些高要求的应用也很有吸引力，也许最终会被用来从病人自己的细胞中培育器官，解决捐赠者短缺的问题。

然而，打印活体组织和细胞仍然非常复杂，在高度详细和分化的适合植入的功能组织能够在临床相关的规模上制造之前，还有许多公认的挑战需要解决。

乌特勒支大学医学中心（UMCU）的一个研究小组现在宣布了生物打印领域的三项单独创新，这些创新将有助于该技术向广泛的临床应用发展。

研究的重点是体积加成生物打印，在这个过程中，激光选择性地凝固光敏凝胶，从而形成复杂的三维结构，细胞就位于其中。虽然这个过程可以很迅速，但控制哪个细胞最终出现在哪里是很困难的，而且一旦到位，细胞可能不会自由地相互作用，根据该项目团队的说法。

发表在《先进材料技术》上的一项乌特勒支发现涉及一种新型的可光交联的降冰片改性明胶的配方，以及对用于固化它的辐照制度的适当修改。例如，过早地停止照明可以避免目标区域外的交联，并减少印刷伪影。

"UMCU的Marc Falandt说："这项工作真正迈出了开发和表征智能材料的第一步，这些材料允许在3D中进行生物化学编辑。"它可以让我们用我们的3D生物图谱密切模仿本地组织和器官的复杂生化环境。"

打印血管

在第二篇作为预印本发表在bioRxiv的论文中，UMCU描述了一种被称为嵌入式挤压-容积式打印（EmVP）的新技术。在这种方法中，使用颗粒状的树脂可以在照明和树脂交联之前，使用挤压的方法将细胞定位到所需的位置。
这需要仔细控制照明程序，但该项目成功地利用了微凝胶在照射时的热特性，作为嵌入细胞感知的刺激物，提供了一种精确调整最终产品的机械和光学特性的方法。

发表在《先进材料》上的第三项联大突破，结合了两种不同的生物打印技术，即生物打印和熔体电泳，以创建功能性血管，同时避免了仅使用一种方法制造的血管结构的固有结构缺陷。

"熔体电泳的工作原理是通过引导熔化的生物可降解塑料的狭窄长丝来产生复杂的支架，这些支架具有机械强度，能够处理力量，"UMCU评论说。"缺点是，由于涉及到高温，它们不能直接在里面打印出细胞。因此，体积生物打印被用来将含有细胞的凝胶凝固在支架上。"

在使用两种不同标签的干细胞进行的原则性试验中，UMCU能够用两层干细胞打印出一个血管，然后在中心播种上皮细胞以覆盖血管的管腔。

"UMCU的Gabriel Größbacher说："我们现在需要做的是用作为真正血管一部分的功能细胞取代干细胞。"这意味着在上皮细胞周围添加肌肉细胞和纤维组织。我们现在的目标是打印出一个功能性的血管"。