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可控制結(jié)構(gòu)

要獲得組織工程中的單個細胞，研究人員必須首先打破組織，采用酶來消化分解使細胞結(jié)合在一處的細胞外物質(zhì)。然而，一旦細胞脫離了束縛，就很難將它們組裝到模擬自然組織的微結(jié)構(gòu)體系中。

一些科學家已經(jīng)成功地打造出諸如皮膚、軟骨或膀胱之類附著在可降解泡沫支架上的簡單組織。“它們可用，但往往缺乏可控制的微結(jié)構(gòu)體系，”科海德姆豪斯尼說道，他還兼任布里格姆婦女醫(yī)院助理教授?！澳愕貌坏礁＝M織同樣復雜的人造組織?！?/p>

HST研究人員將細胞封裝在具備諸多醫(yī)學應(yīng)用的聚合物聚乙二醇（PEG）中，打造出“生物積木”。他們采用的是液態(tài)形式、光照下變?yōu)槟z的聚合物，所以當涂敷聚乙二醇的細胞見光時，聚合物固化并將細胞包裹在其中，形成邊長100到500微米的立方體。一旦細胞形成立方體形式，就可以用模板將其布置成特定形狀，模板由聚合物硅橡膠（PDMS）制成，該材料在多種醫(yī)療設(shè)備中均有應(yīng)用。模板和細胞立方體一起再次涂敷聚乙二醇，隨著聚合物自身牢牢附著在模板表面，它就像膠水一樣將細胞立方體粘和在一起。

待細胞立方體布置妥當，它們再次見光，液態(tài)聚合物偕同立方體一起固化。模板被撤除后，細胞立方體就組成了新的結(jié)構(gòu)。用此方法，戈麥斯·費爾南德斯和科海德姆豪斯尼造出了可實現(xiàn)毛細血管功能的管狀組織，或有助于克服人造器官工程最持久的問題之一，即缺乏及時的血液供應(yīng)?！比绻憬ㄔ煲粋€器官，而無法提供營養(yǎng)物質(zhì)，那么它會死去，”現(xiàn)為哈佛大學博士后研究員的戈麥斯·費爾南德斯說道。他們希望自己的工作成果也能引領(lǐng)制造人工肝臟或心臟組織的新方法。

其他研究人員已經(jīng)開發(fā)出一種被稱為 ‘器官印制’的技術(shù)，可以創(chuàng)建出復雜的三維組織但整個過程需要一種尚未得到廣泛應(yīng)用的機器人設(shè)備。我們這項新技術(shù)則不需要任何特殊設(shè)備?！澳憧梢栽谌魏我婚g實驗室復制應(yīng)用該技術(shù)，”戈麥斯·費爾南德斯說道?！八趾唵??！?/p>

要使得這些人造組織得以臨床應(yīng)用， “短期內(nèi)的下一步就是要關(guān)注不同細胞類型和組織生長的可行性，”埃麗塞弗說道。研究人員目前正在這樣做，而且他們還探索了不同聚合物的應(yīng)用，用以替代聚乙二醇并對細胞定位提供更多的控制。