载细胞生物3D打印，离临床产品还有多远？

67 Bioprinting of Cell‐Laden Microfiber_ Can It Become a Standard Product.pdf

生物3D打印实现载细胞结构制造，可有效模拟组织/器官结构，在器官发育机制、病变机理、药物评价、再生修复等领域有众多应用。这几年我们一直在思考，何时载细胞打印能够进入临床，变成标准的产品呢？从临床产品视角出发，我们认为打印的结构需要满足：1）包裹细胞的水凝胶材料生物性能优异，便于让包裹的细胞发育出功能；2）打印工艺简单稳定，可量化稳定制造；3）打印后的结构可长期储存，能像创可贴一样随取随用；

由于水凝胶纤维结构简单，易于营养渗透及包裹细胞的功能化，我们认为水凝胶纤维是非常有潜力成为临床产品的结构。围绕这三个需求，课题组选用高生物活性的GelMA水凝胶作为细胞包裹材料，在纤维上成功实现了血管类器官、毛细管新生（血管出芽）、血管化肿瘤等结构的构造，证明了GelMA载细胞结构可以高效的实现细胞的功能化；开发了同轴打印工艺，可稳定、大批量地制造GelMA纤维，实现载细胞纤维的量化生产；制备的载细胞纤维还可通过冻存长期稳定的保存，取出后又可快速恢复功能，这样可建立一个载细胞微纤维银行，实现随取随用。

图1 产品化载细胞凝胶纤维的三大要求（这里未考虑细胞来源要求）

图2 GelMA纤维打印及应用前景。（以GelMA作为原材料，开发同轴打印技术，可稳定批量的制造GelMA凝胶纤维，GelMA凝胶纤维优异的生物性能有着广泛的应用前景）

图3 可编程多细胞GelMA纤维制造

图4 可编程多细胞GelMA纤维3D结构制造

图5 血管类器官、血管出芽、肿瘤血管化组织制造

图6 载细胞GelMA纤维冻存及解冻后的继续发育（类细胞冻存一样，借助于纤维的微尺度特性，GelMA纤维也可以利用冻存的方法长期稳定的保存（图6）。这样可以实现一个纤维“银行”，或者类器官“银行”，,随取随用，方便研究及临床再生修复。）

相关论文“Bioprinting of cell-laden microfiber, can it become a standard product?”近日刊登在WILLY旗下的Advanced Healthcare Materials杂志上。第一作者为邵磊博士生，通讯作者为贺永教授。

论文DOI：10.1002/adhm.201900014