最近，來自清華大學(xué)和美國德雷塞爾大學(xué)（Drexel University）的科學(xué)家們，開發(fā)出了一種3D打印方法，能夠制備出高度一致的、胚胎干細(xì)胞的“模塊”。

這些細(xì)胞――能夠產(chǎn)生我們體內(nèi)所有的細(xì)胞類型，可以被用作“樂高積木”來構(gòu)建組織結(jié)構(gòu)、更大的組織結(jié)構(gòu)，甚至是微器官。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在十一月四日的《Biofabrication》雜志上。

本文第一作者、清華大學(xué)機(jī)械工程系教授、國家“千人計(jì)劃”引進(jìn)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(zhì)的，并可作為進(jìn)一步組織生長的一個(gè)更好的起點(diǎn)。”

研究人員使用擠壓為基礎(chǔ)的3D打印，產(chǎn)生了一種網(wǎng)格狀三維結(jié)構(gòu)，來培育胚狀體，可在7天時(shí)間內(nèi)顯示細(xì)胞活力和快速的自我更新，同時(shí)保持很高的多能性。

如何培養(yǎng)可用于醫(yī)療目的的胚胎干細(xì)胞

孫教授繼續(xù)說：“打印這些細(xì)胞的另外兩種常見方法是，二維法（在一個(gè)培養(yǎng)皿）或通過“懸浮”法（通過重力材料下降，逐漸獲得“石筍”狀的細(xì)胞）。然而，這些方法打印的細(xì)胞，并沒有表現(xiàn)出相同的細(xì)胞均勻性和同質(zhì)的增殖。”

“我認(rèn)為，我們制備了一種三維微環(huán)境，更像是在體內(nèi)發(fā)現(xiàn)的、擬胚體不斷增長的環(huán)境，這解釋了較高水平的細(xì)胞增殖。”

這項(xiàng)研究的示意圖
 

帶網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的3D打印細(xì)胞模型的圖像：（A）細(xì)胞構(gòu)造的全貌。（B）相位對比圖像展示在不同密度的情況下細(xì)胞的形態(tài)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(shù)可以被開發(fā)成為，高通量地產(chǎn)生胚狀體，為其他研究人員在組織再生上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)/藥物篩選研究，提供基本的構(gòu)建塊。

本文共同作者、清華大學(xué)機(jī)械工程系助理研究員姚睿（Rui Yao）補(bǔ)充說：“我們的下一步是，查明我們?nèi)绾慰梢酝ㄟ^改變打印和結(jié)構(gòu)參數(shù)，改變胚狀體的大小，以及改變胚體尺寸如何導(dǎo)致“制造”不同類型的細(xì)胞。”

孫偉教授總結(jié)說：“在較長的時(shí)間內(nèi)，我們希望生產(chǎn)受控的非均質(zhì)擬胚體。這將促進(jìn)不同類型的細(xì)胞類型緊挨著發(fā)育，這將為在實(shí)驗(yàn)室中從頭制備微器官的方法，做出指導(dǎo)。”