3D打印機再也不是僅僅能制造一些塑料小玩意兒了——科學家稱裝填胚胎干細胞的3D打印結構將來可能幫助醫(yī)生制造器官移植病人所需的微器官。來自人類胚胎的胚胎干細胞可以發(fā)育成各種人體細胞，如腦細胞、心臟細胞和骨細胞。因此它們很適合用于再生醫(yī)學——修復或代替受損的細胞、組織、器官。

科學家通常用各種生物因素誘導胚胎干細胞轉變成特定的組織形態(tài)——這一過程稱為分化。這一過程開始時細胞形成名為胚體的球狀團塊，胚體是模仿胚胎發(fā)育早期的一種活性形態(tài)。

現(xiàn)有研究表明胚胎干細胞生長的最佳條件不是平平的培養(yǎng)皿，而是模擬人體的3D環(huán)境。最近，科學家發(fā)展了一種胚胎干細胞3D打印機。3D打印機沉積材料層，就像普通打印機噴墨一樣，只是它能在一層材料上堆疊另一層材料，搭建3D物體。

過去，胚胎干細胞3D打印機只能制造平面排列或簡單的堆積，這被稱為細胞“石筍”。如今，研究者聲稱他們首次開發(fā)出能夠打印3D結構的方法，用以裝填胚胎干細胞。

合作研究者Wei Sun目前是北京清華大學(Tsinghua University)和費城德雷塞爾大學(Drexel University)的機械工程教授，他告訴LiveScience：“我們可以在可控條件下用3D打印技術制造胚體，生產(chǎn)一模一樣的胚胎干細胞模塊。”

Sun補充道：“理論上這些模塊可以像樂高積木一樣搭建組織甚至微器官。”

實驗中，研究者同時還用水凝膠打印了小鼠胚胎干細胞，這種材料與軟性隱形眼鏡的材料屬同類。由于胚胎干細胞比較脆弱，科學家必須就可能保護它們——例如，找到最適宜的溫度及增大打印噴嘴。

根據(jù)最新研究，90%的細胞能夠在打印過程中存活下來。研究者稱這些細胞會在水凝膠支架中增殖成胚體，還會分泌健康胚胎干細胞才會分泌的蛋白。科學家還能將水凝膠溶解獲得胚體。

胚體的尺寸和單分散性會強烈影響將會變成的細胞類型。研究者稱他們的新技術與現(xiàn)有技術相比，能更好的控制胚體的尺寸和單分散性。

Sun在一份聲明中稱：“制備好的胚體很純凈，可以作為組織生長非常好的起點。能在可控條件下生產(chǎn)胚體非常令人興奮。”

北京清華大學(TsinghuaUniversity)的副教授，該研究的合作者Rui Yao稱：“我們的下一步工作是研究怎樣通過改變打印和結構參數(shù)來調整胚體的尺寸，以及怎么通過改變胚體尺寸來制造不同種類的細胞。”

長遠來看，研究者想同時打印不同種類的胚體。Yao說：“這樣能夠促進臨近的不同細胞同時生長，為在實驗室生長微器官奠定基礎。”