一組化學家找到了一種打印類似於活組織的3D材料的方法。
科學家發展了3D打印機這將微小的水滴擠入一滴油中，用脂質雙層製成微型球，從而模仿活細胞的膜。他們將這些液滴存放在層中，以創建一種材料，可以像今天（4月4日）在《科學》雜誌上報導的那樣，可以像肌肉一樣彎曲或像神經元一樣彎曲。
“我們製作了一種新的材料。不僅是一種新材料，而且確實是一類材料，”英格蘭牛津大學化學家Gabriel Villar的合著者Gabriel Villar說。比利爾告訴《生命科學》，原則上，這些材料可用於模仿任何形式的生命組織。
該材料由數以萬計的水滴組成，這些水滴被一個稱為脂質雙層的薄膜隔開，這是封裝活細胞並防止一切溢出的膜相同的膜。這些雙層由一個油性的，耐水的層組成，該層夾在兩個友好的層之間。
先前的實驗將液滴組裝到脂質雙層中，但是液滴是手工製作的，或者是使用無法控制單個液滴運動的技術製造的。
Villar及其同事開發了3D打印機，可以自動生產這些液滴。打印機使用一個非常薄的玻璃噴嘴來創建大約50微米的液滴（大約是人頭髮寬度的一半）。打印機將液滴擠入了油性溶液中，該溶液自發地塗了脂質雙層中的每個液滴。
接下來，該團隊展示瞭如何使用印刷材料來執行一些活組織的功能。例如，他們打印了一個液滴網絡，該網絡可以傳輸諸如組織之類的信號神經系統（儘管在更簡單的水平上）。神經元通過讓稱為離子的帶電顆粒通過它們，沿細胞膜進行電脈衝。為了模仿這一點，研究人員在某些液滴中添加了一種細菌製造的蛋白質，該蛋白質在類似於“曲奇切刀”的脂質雙層中切成孔。將電流應用於通過這些孔的材料，就像神經衝動一樣。
但是科學家並沒有止步於此。他們使用打印機製作自我折疊結構，例如扁平的花朵的花瓣折疊起來。
折疊是一個完全被動的過程，依賴於水滴之間的水的運動。研究人員在一些脂質封閉的液滴中添加了鹽，該液滴產生了帶有附近液滴的鹽梯度。水自然地從沒有鹽的液滴中移動到那些含鹽的水，導致咸液滴腫脹。結果，扁平的花瓣捲曲以形成一個空心球。材料正在反對重力，就像肌肉組織。
研究人員說，最終，這些3D打印的材料可用於提供藥物或替代受損的組織本身。
“這是使用細胞合成模仿的3D打印中令人興奮的新發展，”英國赫里奧特瓦特大學的生物醫學工程師威爾·舒（Will Shu）未參與該研究。 “不難想像這種方法可以融入生物體，並且潛在的應用將是巨大的。”
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