日前，來自蘇格蘭的研究人員利用一種全新的3D打印技術，首次用人類胚胎幹細胞進行瞭3D打印，研究的相關論文已於今日發表在《生物制造》（Biofabrication）上。人類胚胎幹細胞在再生醫學領域受到瞭非常多的關註，這些由早期胚胎發展而來的幹細胞擁有著分化成人體各種細胞的能力，如何無損並可控地讓胚胎幹細胞形成人們所需的三維結構，一直是業界難題。而這項突破解決瞭這一問題，讓人們能夠利用人類胚胎幹細胞準確構建三維組織和結構，從而大大加速和改善藥物檢測工藝的發展。
近年來，人們在生物制造領域已經取得瞭許多重要進展，利用人造的固體細胞和結構制造出瞭大量三維組織和器官，但是，在大多數相關實驗中，人們利用的仍是動物細胞。
該項研究的主要人員，蘇格蘭赫瑞瓦特大學的Will Wenmiao Shu博士說：“就我們所知，這是歷史上首次用人類胚胎幹細胞進行‘打印’，由胚胎幹細胞制造出的三維結構可以讓我們創造出更準確的人體組織模型，這對於試管藥物研發和毒性檢測都有著重要意義。因為我們制造的大多數藥物都是作用於人的，所以用人體組織去進行測試也是理所應當的。”
從更長遠的角度看，這種新的打印技術同樣可以為人類胚胎幹細胞制作人造器官鋪平道路，這將為千千萬萬的患者帶去福音。
考慮到人類胚胎幹細胞的敏感性，在本次研究中，赫瑞瓦特大學的研究者們與幹細胞科技公司Roslin Cellab合作，使用瞭一種專門定制的“氣動打印技術”。在實驗過程中，胚胎幹細胞和培養液將會被先存放在打印機中的兩個獨立容器裡，然後規則地擺放在培養皿上，形成一個個球狀細胞團。根據需要，每個細胞團可由5到140個分離的細胞組成，其直徑在0.25到0.60毫米之間。
本項研究使用的3D打印機。圖片來自Colin Hattersley
在胚胎幹細胞被打印出來之後，研究人員就會對其進行一系列的測試，以驗證這種氣動打印技術的有效性。比如說，研究人員會測試打印出的幹細胞是否還能存活，是否還保持著分化成各種細胞的能力。他們還會同時測試細胞密度、特性及其分佈模式。
Shu博士說：“利用這種氣閥打印技術，可以通過開關氣閥來控制打印出的細胞。隻要改變氣閥的噴嘴直徑、進口氣壓和閥門打開時間，我們就可以非常精確地控制細胞放置數量。”
“我們發現這種氣動打印技術非常地柔和，足以保持幹細胞的高存活度，並且也能夠精確地制造出統一尺寸的細胞團。更重要的是，打印出的胚胎幹細胞保持瞭它們的多能性——可以像正常的人類胚胎幹細胞一樣分化成其他各種細胞。”
Roslin Cellab公司的業務發展經理Jason King說道：“首次制造出人類胚胎幹細胞是我們與赫瑞瓦特大學的合作成果。一般來說實驗室中都是以二維形式培育細胞，有一些細胞也已經以三維形式被制造出來，但是這些方法都無法制造出敏感的人類胚胎幹細胞。我們相信這項技術有著巨大而長遠的意義，有瞭這項技術，藥物檢測將不再需要傷害動物，亟需器官移植的患者也不再需要等待捐獻者，還可以避免可能產生的排異反應。”
“未來，我們希望這項技術能夠進一步發展，利用患者的自身細胞制造出他所需要的器官來進行移植，這就不再需要器官捐獻，也不再會有移植排斥和免疫抑制問題瞭。”Shu博士說。
Orignal From: 人類胚胎幹細胞也能3D打印瞭！
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