根据8月2日出版的“科学”杂志上发表的一项研究，在研究人员设计出一种重建人类心脏组成部分的方法之后，科学家已经朝着能够进行三维生物打印功能性器官迈出了重要的一步。



卡内基梅隆大学的研究人员开发了一种先进版本的Freeform Reversible Embedding of Suspended Hydrogels(FRESH)技术，以前所未有的复杂性3D打印胶原蛋白，构建人类心脏的组成部分，从小血管到瓣膜到心室搏动。最近获得美国专利10,150,258，FRESH技术现已获得FluidForm的许可，FluidForm致力于大幅扩展3D打印的能力。

“我们现在有能力构建重现本土组织关键结构，机械和生物学特性的构建体，”FluidForm的CTO和联合创始人，Carnegie Mellon再生生物材料和治疗组首席研究员Adam Feinberg教授说。，研究完成的地方。“要让我们进入生物工程三维器官仍需要克服许多挑战，但这项研究代表了向前迈出的重要一步。”

尽管3D生物打印已经取得了重要的里程碑，但直接印刷活细胞和软生物材料已经证明是困难的。一个关键的障碍是在打印过程中支持柔软和动态的生物材料，以实现重建复杂的3D结构和功能所需的分辨率和保真度。

FRESH采用嵌入式印刷方法，通过使用临时支持凝胶解决了这一挑战，使用原生未修饰形式的胶原蛋白3D打印复杂支架成为可能。过去，研究人员受到限制，因为由于下垂，软材料很难以超高几层的高保真度进行打印。

由联合第一作者和FluidForm联合创始人Andrew Lee和Andrew Hudson领导，Carnegie Mellon团队的九名成员通过开发一种利用快速pH变化来驱动胶原蛋白自组装的方法克服了这些障碍。

FRESH 3D生物打印心脏基于人类MRI并准确再现患者特异性解剖结构。印有人心肌细胞的较小心室显示同步收缩，定向动作电位传播，以及在收缩峰值期间壁增厚达14%。然而，挑战仍然存在，包括产生3D打印较大组织所需的数十亿个细胞，实现制造规模，以及尚未定义的临床翻译监管程序。

虽然人类心脏被用于概念验证，但胶原蛋白和其他软生物材料的FRESH印刷是一个有可能为各种组织和器官系统构建先进支架的平台。

“FluidForm对Feinberg实验室的研究感到非常自豪”，FluidForm首席执行官Mike Graffeo说。“卡内基梅隆大学开发的FRESH技术使生物打印研究人员能够实现前所未有的结构，分辨率和保真度，从而实现了该领域的巨大飞跃。我们非常高兴能够为世界各地的研究人员提供这项技术。”

FluidForm通过其首个产品LifeSupport(TM)生物打印支持凝胶将FRESH技术商业化，使世界各地的研究人员能够获得胶原蛋白，细胞和各种生物材料的高效3D生物打印。