該研究中使用的六頭3D生物打印機相當先進。 “其中兩個打印頭連接到一個氣動壓力系統，該系統分配合成聚合物以制造氣道支撐框架，”Park評論道。 “其他四個打印頭在三軸電動平臺上運行，我們使用計算機程序控制它們的運動?！?/span>
人體呼吸道非常復雜，膜層彼此相互作用。 “為了模仿這種復雜的2D / 3D結構和氣道粘膜的細胞組成，我們在3D血管平臺上組裝了一個2D氣道上皮，”Park解釋道。 “我們通過3D細胞印刷重建了含有內皮細胞和成纖維細胞的dECM生物墨水的自然3D血管網絡。事實上，dECM生物墨水為細胞提供了一種體內樣的天然組織生態位，可誘導組織特異性分化和功能。
盡管涉及復雜程度，但3D生物打印技術比其他制造芯片上器官的方法更有效。 “我們的3D細胞打印系統使我們能夠以高通量輕松制作氣道原型，并允許我們將各種類型的細胞直接放置在氣道結構的特定位置，以模擬細胞如何在自然組織中排列，”Park說。 “該技術可用于設計多種類型的芯片，甚至可以用于除氣道以外的印刷器官模型。”
在動物和人體上測試藥物是昂貴的，耗時的并且通常是不道德的，因此產生準確模仿人體器官的芯片上器官是推進藥物的必要步驟。 “我們的新模型可用于研究這些相互作用，并更好地了解它們在人類呼吸系統疾病中的作用，”Park說。 “因此，3D細胞印刷的氣道芯片可用作動物模型的有力補充，用于分析病理生理學和測試臨床前階段藥物的效率?！?/span>
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