想象一下，如果您可以將活細胞裝入印表機，並噴射出可以發育成腎臟或心臟的3D組織。科學家們離這個現實更近了一步，因為他們現在已經開發出首個用於胚胎人類幹細胞的印表機。
在一項新的研究中，愛丁堡大學的研究人員創造了一種細胞印表機，可以噴射出活的胚胎幹細胞。該印表機能夠溫和地打印出大小均勻的細胞液滴，以保持細胞的活性並維持其發育成不同細胞型別的能力。這種新的列印方法可用於製造3D人體組織，以測試新藥、培養器官，或最終直接在體內列印細胞。
人類胚胎幹細胞（hESCs）是從人類胚胎中獲得的，可以發育成成人體內的任何細胞型別，從腦組織到肌肉到骨骼。這種特性使它們成為再生醫學的理想選擇——修復、替換和再生受損的細胞、組織或器官。[幹細胞：5個引人入勝的發現]
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在實驗室培養皿中，可以將hESCs放置在含有生物訊號的溶液中，這些訊號會告訴細胞發育成特定的組織型別，這個過程稱為分化。這個過程始於細胞形成所謂的“胚狀體”。細胞印表機提供了一種生產具有特定尺寸和形狀的胚狀體的方法。
在這項新的研究中，細胞印表機是由一臺改裝的CNC機床（一種計算機控制的加工工具）製成的，配備了兩個“生物墨水”分配器：一個裝有在富含營養的培養液中幹細胞，另一個只裝有培養液。這些胚胎幹細胞透過計算機控制的閥門分配，而安裝在印表機上的顯微鏡則提供了正在列印內容的特寫檢視。
這兩種墨水分層分配，一層疊一層，以產生濃度不同的細胞液滴。最小的液滴只有兩納升，大約包含五個細胞。
細胞被列印到裝有許多小孔的培養皿上。然後將培養皿翻轉過來，使液滴懸掛在孔中，從而使幹細胞在每個孔內形成團塊。（印表機以精確尺寸的液滴和最適合分化的特定模式鋪設細胞。）
測試顯示，超過95%的細胞在列印後24小時仍然存活，這表明它們沒有被列印過程殺死。三天後，超過89%的細胞仍然存活，並且也檢測出其多能性的標記呈陽性——它們具有發育成不同細胞型別的潛力。
哈佛大學醫學院和布萊根婦女醫院的生物醫學工程師Utkan Demirci在細胞列印方面做了開創性的工作，他認為這項新研究正朝著令人興奮的方向發展。“這項技術可能非常適合高通量藥物測試，”Demirci告訴LiveScience。他說，人們可以從下往上構建微型組織，使用可重複、可靠的方法。Demirci說，構建完整器官是長期目標，但他警告說，這“可能離我們今天所處的位置還很遠”。
其他人已經為其他型別的細胞創造了印表機。Demirci和他的同事製造了一種可以列印小鼠胚胎幹細胞的印表機。其他人已經打印出一種來自結締組織的人類幹細胞，這種幹細胞不能像胚胎幹細胞那樣發育成那麼多細胞型別。研究人員在2月5日出版的《生物製造》雜誌上報告說，目前的研究是首次列印人類胚胎幹細胞。
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