新型3D打印装置可实现更高精度的人类组织建模

近日，美国华盛顿大学与UW医学中心的跨学科研究团队联合开发出一款新型3D打印组织建模装置STOMP（Suspended Tissue Open Microfluidic Patterning），该装备的尺寸仅指尖般大小，结构紧凑、易于操作，能在实验室实现对复杂人类组织的更精确模拟，相关成果已发表于《Advanced Science》期刊。

新型3D打印组织建模装置STOMP

当前，3D组织工程已广泛用于多种疾病的疗法设计和测试，目标是构建尽可能接近体内细胞天然生长环境的实验条件。较常见的一种建模方式是将细胞悬浮在两根立柱之间的凝胶中，从而使得心脏、肺部、皮肤或肌肉骨骼等组织在其中生长，但此方法在同时研究多种组织类型时仍面临挑战。

STOMP装置在模拟神经肌肉类疾病涉及的复杂组织交界结构方面表现出色。其采用名为“铸型（casting）”的组织工程方法，研究人员将其比作在甜品模具中制作果冻。该装置的工作原理为毛细作用（类似吸管中的水上升现象），研究人员通过移液器将活性成分和合成材料构成的凝胶精准注入装置内微流控通道，可将不同类型的细胞均匀排布，如同在果冻中均匀撒入水果。该装置能在单个悬浮组织中划分多个独立区域，同时无需额外设备即可完成建模操作。

此次研究的通讯作者、华盛顿大学化学系教授Ashleigh Theberge表示，STOMP的开放性和灵活性将为组织工程和细胞信号传导等方向带来广阔的研究空间。“这是一个跨学科合作的成果，展示了科学家们如何共同打通物理工程与生物医学之间的壁垒。”

随着STOMP的推广，未来科研人员将能更方便地模拟骨、韧带、心肌等组织过渡区域，为探索复杂疾病机制及治疗策略提供工具基础。