聲波培養人體組織 3D生物列印大突破

編譯／高晟鈞

來自墨爾本大學的生物醫學工程團隊開發了一種新的3D列印聲波技術，成功克服了傳統列印技術耗時長、細胞損壞率高、以及組織結構排列精密性不足等缺點。

3D生物列印的瓶頸

藥物從開發到上市大致得經歷幾個階段：細胞、組織模型、動物再到最後的人體臨床試驗。然而，體外組織培養的材料非常複雜且昂貴，因此許多科學家轉而尋找如3D列印等替代方案。

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就像汽車各式零件需要精確排列一樣，我們組織中的細胞也必須要正確排列，才能生長並發揮正常功能。然而，目前的3D生物列印機，仰賴細胞在沒有引導的情況下自然排列；因此，列印過程中的細胞經常意外受損，且也無法精確重現人類組織的複雜結構。

目前，標準生物列印是透過緩慢、逐層建構活細胞，通常需要耗費幾個小時的時間。而由於細胞暴露在實驗室中，經常使得細胞受到汙染、或是影響細胞的活性。不只如此，在組織列印後，研究員還需要將組織從印表機轉移到培養皿上，在進行成像與分析上，進一步增加了細胞培養組織受損的風險，使其變得毫無用處。

3D聲波列印

與大多數3D生物列印不同，新設備使用聲波，沿著設定方向振動產生的微小氣泡，來排列特定細胞，並操縱不同細胞排列成更為複雜的人體組織。此外，3D聲波列印建立組織模型的速度，更是傳統方法的350倍以上，只需要短短幾秒鐘就能完成工作，且能直接列印到培養皿上，確保組織生長在無菌情況下生長，並降低物理移動造成損壞的風險。

現今3D生物列印，已經能建立從類腦組織到更精密的骨骼或軟骨的樣本。隨著技術不斷革新，在不久後的未來，每間醫院或許都將配有一台3D生物列印機，能夠利用患者採集的細胞，在短短幾分鐘內製作出數百個特定疾病的微型模型。

資料來源:PopSci

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