获取人体组织样本进行生物学研究并不总是那么容易。虽然他们是道德地获得通过器官捐赠或手术过程中切除的组织，科学家们正在寻找它们越来越难掌握。
这不仅仅是因为人体组织样本的供应有限。在任何给定时间进行的许多项目所需的特定尺寸和类型的组织样本的可用性也受到限制。
这就是为什么我们决定通过构建自己的低成本、易于使用的打印机来解决这个问题，该打印机能够使用世界上最受欢迎的玩具之一创建人体组织样本。
的出现3D生物打印为解决组织样本采购困难提供了潜在的解决方案。这项技术涉及将含有活细胞的“生物墨水”装入墨盒中。
然后，将其加载到生物打印机中。一旦编程完成，生物打印机就会打印出充满细胞的生物墨水，形成 3D 结构，旨在复制生物组织的复杂结构。
与我们大多数人在大部分研究中仍然依赖的在平板上生长的二维细胞培养物不同，生物打印机使科学家能够在三维空间中培养细胞。这更好地复制了人类生物学的复杂结构。换句话说，生物打印技术使研究人员能够制作更具可比性的模型来研究健康和患病组织。
问题是这些机器的速度令人眼花缭乱高成本几十甚至几百、几千英镑。无论这项技术多么具有开创性，很少有研究团队，包括我们的团队，能够扩大预算来支付此类支出。
这让我们扪心自问，我们是否可以建造自己负担得起的 3D 生物打印机。答案是“是”，我们决定使用乐高来做到这一点。
任何曾经摆弄过乐高的人都会知道，乐高不仅极其便宜且用途广泛，而且它的制造精度也非常高，采用全球通用的标准化零件。
我们也知道乐高已经习惯了创建传统 3D 打印机。但仍然不确定的是，我们是否可以采用乐高 3D 打印机的基本概念（用塑料打印固体 3D 结构）并设计一种可以打印软生物材料的打印机。
输出需要精确、可靠和稳定，才能在我们的实验室中使用。
我们在卡迪夫实验室的一角使用标准乐高积木（他们的机械子品牌）开发了自己的经济实惠的高规格生物打印机，乐高头脑风暴和实验室泵，这是研究实验室中常见的设备。由工程师和生物学家组成的多学科团队共同设计、工程、构建和编程我们的生物打印机。
我们的生物打印机仍处于起步阶段，其建造成本为 500 英镑（624 美元），已达到生产精致生物材料所需的精度水平。它的实现方式非常简单。
喷嘴将充满细胞的凝胶状物质喷射到培养皿上。该设备的核心是一台迷你乐高 Mindstorms 电脑。该装置前后左右移动培养皿，同时机械地上下移动喷嘴，挤出充满细胞的凝胶。
这些可编程运动构建了细胞层，以逐层复制人体组织的 3D 结构。
我们的生物打印机现在被用来创建皮肤细胞层，致力于建立全尺寸的皮肤模型。它还可以通过使用不同类型的喷嘴来打印不同类型的细胞进行修改，从而在组织样本中构建各种复杂性。
这是一个令人兴奋的机会，可以模仿健康和患病的皮肤，研究现有的治疗方法并设计新的疗法来治疗各种皮肤病。
未来
我们的生物打印机不仅可以为我们提供准确的人体皮肤代表性模型，还可以用于将患病细胞添加到我们制作的健康模型中。这将使我们能够研究皮肤状况如何发展以及健康和患病细胞如何相互作用。它还将使我们能够了解皮肤病的进展情况以及如何开发潜在的治疗方法。
我们已经提供了有关我们如何构建乐高 3D 生物打印机的详细信息，提供清晰的说明关于如何在世界任何地方的任何实验室中重建该设备。在研究经费如此紧张的时候，我们提供了一种开源、易于使用且价格实惠的替代方案，以替代超出大多数研究人员预算的重要设备。
很简单，我们希望我们的乐高生物打印机能够帮助研究人员进行突破性的研究，因为这最终将有助于更好地了解生物学并进一步改善人类健康。
西恩·库尔曼，药学与药物科学学院高级讲师，卡迪夫大学;克里斯·托马斯，药学与药物科学学院讲师兼研究生研究主任，卡迪夫大学， 和奥利弗·卡斯特，药学与药物科学学院高级讲师，卡迪夫大学
