近日，澳大利亞昆士蘭技術(shù)大學(xué)的生物制造團(tuán)隊(duì)宣稱，他們已經(jīng)取得重大技術(shù)突破，成功地3D打印出經(jīng)過機(jī)械增強(qiáng)、組織工程構(gòu)建的人體組織以用于身體部位的再生。

在該校健康與生物醫(yī)學(xué)創(chuàng)新研究所的Dietmar W. Hutmacher教授的帶領(lǐng)下，生物醫(yī)學(xué)工程師們通過3D打印支架在組織工程過程強(qiáng)化了柔軟的水凝膠。該結(jié)構(gòu)的靈感來自于大自然，在自然界，我們通常會看到纖維會起到結(jié)構(gòu)增強(qiáng)的作用，可以把柔軟的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變成具有一定機(jī)械強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)。該研究小組將這種構(gòu)建超細(xì)纖維網(wǎng)的技術(shù)稱為“融靜電紡絲寫入（melt electrospinning writing）”。

 “這是關(guān)節(jié)軟骨組織，它是由又硬又強(qiáng)的膠原纖維在蛋白聚糖的一個非常軟的凝膠基質(zhì)內(nèi)交織形成的。”Hutmacher教授說。“通過將纖維加固這種大自然的設(shè)計(jì)思路納入組織工程（TE）領(lǐng)域，我們可以學(xué)到很多關(guān)于如何選擇基質(zhì)與增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的有效組合以獲得具有機(jī)械增強(qiáng)功能的復(fù)合材料，并將其用于人體部件的組織工程。”

Hutmacher補(bǔ)充說水凝膠在組織工程的方法中很有用，因?yàn)樗鼈兙哂袃?yōu)異的生物特性，然而多年來該材料由于滿足肌肉骨骼系統(tǒng)組織再生中所需要的機(jī)械或結(jié)構(gòu)要求而有所被忽視。

Hutmacher教授的生物制造研究項(xiàng)目是全世界三個專注于3D打印更換人體部件的研究項(xiàng)目之一，并可提供一個生物制造的碩士學(xué)位。

 “我們的國際生物制造研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一種方法，該方法可以通過3D打印的支架結(jié)構(gòu)來以加強(qiáng)這些軟凝膠，使它們的剛度和彈性非常接近軟骨組織。”他補(bǔ)充說。

“我們發(fā)現(xiàn)，與單獨(dú)使用水凝膠或者微纖維的支架相比，凝膠/支架復(fù)合材料支架的協(xié)同剛性增加了54倍多。計(jì)算機(jī)模型顯示，我們可以將這些3D打印的微纖維用在不同的水凝膠和各種組織工程的應(yīng)用中。”