由Khademhosseini教授设计的3D生物打印机有两个关键部件：定制的微流控芯片（如图）和数字微镜。图片来自：Amir Miri
最近，由加州大学洛杉矶分校Samueli学院领导的一个团队开发了一台经过特别改装的3D打印机，可以同时用多种材料来打印治疗性生物材料。这一进步很有可能成为按需印刷复杂人造组织从而用于移植或其他手术的一个关键步骤。
“组织结构非常复杂，因此为了设计出能够正常运作的人造组织，我们必须重新创造它们的复杂性，”负责这项研究的Ali Khademhosseini教授说道，他是加州大学洛杉矶分校Levi James Knight，Jr. Samueli工程学院的教授。他还说，“我们的研究提供了一种新方法，可以构建由不同材料制成的复杂生物相容性结构。”
该项研究发表在Advanced Materials上。
该技术使用的是一种基于激光工艺的立体光刻技术，并应用于由Khademhosseini设计的定制3D打印机中。该打印机有两个关键部件，首先是一个定制的微流控芯片——一个尺寸与计算机芯片相似的小平台，带有多个入口，每个入口可以“印刷”一种不同的材料。另一个组件是一个数字微镜，一组超过一百万个微小镜子，每个微镜可以独立移动。
研究人员使用不同类型的水凝胶——这些材料在通过打印机后形成支架，以便组织生长。微镜将光线引至打印表面，并且照亮正在打印的轮廓区域。光线还可以促进材料中形成分子键，从而使水凝胶变成固体。当3D对象被打印时，反射镜阵列就会改变光线图案以指示每个新层的形状。
该工艺是第一个使用多种材料进行自动立体印刷的生物打印技术——超越传统的立体平版印刷生物打印技术仅使用一种材料的局限。虽然演示设备上只使用了四种生物墨水，但该研究的作者写道，该过程可根据需要容纳尽可能多的墨水。
研究人员首先使用该工艺来制作简单的形状，如金字塔。然后，他们制作了复杂的三维结构，模仿肌肉组织和肌肉骨骼结缔组织的一部分。他们还印刷了模拟肿瘤与血管网络的形状，可以将其用作研究癌症的生物模型。通过将它们植入大鼠中来测试印刷结构，发现该结构并没有被排斥。
文章来自sciencedaily网站，原文题目为New 3D printer can create complex biological tissues，Device could help advance regenerative medicine，由材料科技在线汇总整理。