人體組織器官的材料組成和三維結構與其功能密切相關。例如人體骨骼主要由硬度較高的礦物質材料形成，其結構單元的骨單元中包含有多孔的的骨空腔結構（骨陷窩），這樣的組織結構利于成骨細胞的生長，并為人體提供了足夠的支撐。構建度模擬人體原有組織器官的三維結構是組織工程中最大的挑戰之一。基于微加工技術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，創建的模型只代表非常有限的平面外組織結構。
北京時間7月15日，發表在《Advanced Science》上的一項新研究中，來自紐約州立大學布法羅分校的趙若綱教授團隊借鑒柔性材料制作的技術，開發了一種利用屈曲原理的制造工藝，可以把二維平面結構轉化為三維立體結構，并應用于微組織工程中。這類體外形成的組織器官可以應用于疾病模擬和臨床前藥物篩選。
在這項新研究中，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構和微接觸印刷等技術，把通過傳統微加工方式形成的高精度的平面結構準確快捷的轉化為三維立體形狀。為了證明這一原理，研究人員制作了如盒子，八爪魚，金字塔和波浪等形狀的顯微組織。最后，研究人員將此技術應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胞負載的骨陷窩結構。這種新的方法將有助于顯著擴大現有的二維制造技術在三維組織制造中的應用，填補了二維和三維組織制造之間的空白，為組織工程和再生醫學開辟新的可能性。
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
- 蘇大李剛教授、牛津大學Kaili Chen博士合作 JMST：人工血管研究進展 2025-01-05
- 福建物構所王劍磊、吳立新團隊 IJBM：利用原位發泡3D打印技術將微孔聚乳酸/甲殼素納米晶復合支架用于骨組織工程 2024-09-14
- 港大徐立之教授課題組誠招博士生、博士后、碩士生及研助 - 仿生柔性材料、柔性生物醫學器件 2024-09-10
- 西工大黃河源/西安交大郭保林、趙鑫團隊 Chem. Soc. Rev. 綜述：可降解生物醫學彈性體-鋪就組織修復和再生醫學的未來 2024-03-15
- 北航劉海峰教授團隊 IJBM綜述：基于甲基丙烯酸化絲素蛋白支架應用于再生醫學中的最新研究進展 2023-12-12
- 北京化工大學“先進彈性體材料研究中心”與“生物醫用材料北京實驗室”誠聘專職教師及博士后 2022-04-01
- 華南理工邊黎明、趙鵬超、張琨雨教授團隊 Nat. Chem.：開發超強水下“萬能膠” - 靈感源自海洋生物 2026-03-31
