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  人體組織器官的材料組成和三維結(jié)構(gòu)與其功能密切相關(guān)。例如人體骨骼主要由硬度較高的礦物質(zhì)材料形成，其結(jié)構(gòu)單元的骨單元中包含有多孔的的骨空腔結(jié)構(gòu)（骨陷窩），這樣的組織結(jié)構(gòu)利于成骨細(xì)胞的生長(zhǎng)，并為人體提供了足夠的支撐。構(gòu)建度模擬人體原有組織器官的三維結(jié)構(gòu)是組織工程中最大的挑戰(zhàn)之一。基于微加工技術(shù)在體外形成的工程化組織器官是目前組織工程和疾病建模的主要方法。然而，由于它們的平面性質(zhì)，創(chuàng)建的模型只代表非常有限的平面外組織結(jié)構(gòu)。

  北京時(shí)間7月15日，發(fā)表在《Advanced Science》上的一項(xiàng)新研究中，來(lái)自紐約州立大學(xué)布法羅分校的趙若綱教授團(tuán)隊(duì)借鑒柔性材料制作的技術(shù)，開(kāi)發(fā)了一種利用屈曲原理的制造工藝，可以把二維平面結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為三維立體結(jié)構(gòu)，并應(yīng)用于微組織工程中。這類(lèi)體外形成的組織器官可以應(yīng)用于疾病模擬和臨床前藥物篩選。

  在這項(xiàng)新研究中，研究人員利用壓縮屈曲原理，從微制作的平面圖形中創(chuàng)建三維仿生顯微組織。研究人員篩選出了韌性及生物相容性良好的聚合物材料（此研究中使用了PLCL和PCL），并使用了例如用糖作為犧牲材料釋放平面結(jié)構(gòu)和微接觸印刷等技術(shù)，把通過(guò)傳統(tǒng)微加工方式形成的高精度的平面結(jié)構(gòu)準(zhǔn)確快捷的轉(zhuǎn)化為三維立體形狀。為了證明這一原理，研究人員制作了如盒子，八爪魚(yú)，金字塔和波浪等形狀的顯微組織。最后，研究人員將此技術(shù)應(yīng)用于形成血管化的礦化骨組織模型，其中包含有空間分布的細(xì)胞負(fù)載的骨陷窩結(jié)構(gòu)。這種新的方法將有助于顯著擴(kuò)大現(xiàn)有的二維制造技術(shù)在三維組織制造中的應(yīng)用，填補(bǔ)了二維和三維組織制造之間的空白，為組織工程和再生醫(yī)學(xué)開(kāi)辟新的可能性。

  陳朝偉博士為論文的第一作者和通訊作者，趙若綱教授為通訊作者。

  原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202101027

  下載：Compressive Buckling Fabrication of 3D Cell-Laden Microstructures