卡内基梅隆大学（Carnegie Mellon University）研究团队开发出一种新技术，成功以胶原蛋白为原料 3D 打印出可运作的心脏瓣膜，对未来 3D 生物打印发展有相当大的助益。
在《科学》（Science）刊载的最新论文中，研究团队详细描述了突破的成果。
对于人体器官来说，被称为“细胞外基质”（ECM）的组织相当重要，这种蛋白质网络提供各种细胞执行正常功能所需的结构和生化信号，然而到目前为止，传统的生物制造方法并无法重建复杂的 ECM 架构，而卡内基梅隆大学开发出的新技术正好突破了过去 3D 生物打印上的这项瓶颈。
在重建 ECM 架构上，胶原蛋白是一种非常理想的生物材料，因为它几乎可以用来弥补身体中的每一种组织，然而因为天然的胶原蛋白本身是流体，即使尝试打印也只是使其变成桌上的一滩液体，这也是过去未在 3D 生物打印中使用的原因。
而团队开发出的新技术“FRESH”（Freeform Reversible Embedding of Suspended Hydrogels）正好能够解决这项问题。FRESH 让胶原蛋白可以逐层沉积在凝胶支架中留待固化。在打印完成后，透过将凝胶从室温加热到体温，研究人员可以熔化去除用来支撑的凝胶，而不会损坏由胶原蛋白或细胞构成的印刷结构。
不仅限于胶原蛋白，包括纤维蛋白、藻酸盐和透明质酸在内的各种软凝胶也可以使用 FRESH 技术进行 3D 生物打印，研究人员还开发了开源设计，让从医学实验室到高中科学课程的任何人都可以建立并获得低成本、高性能的 3D 生物打印机。
据了解，美国目前有超过 4,000 名患者正在等待心脏移植手术，而在全球，更有近数百万名患者需要心脏但不符合候补名单的资格。
器官移植的需求是巨大的，尽管 FRESH 要进入实用仍有许多研究尚待完成，但论文作者 Feinberg 认为，人们仍然应该对这项研究感到非常兴奋，因为我们正朝着制造功能性人体组织、器官的方向进展。
- 3D printing the human heart
（首图来源：卡内基梅隆大学 Youtube 影片截图）
