供稿人:周李念 連芩 發(fā)布日期：2017-07-24
毫無疑問，肌肉是人體最重要的組織之一。而在臨床上，先天性缺陷、損傷、腫瘤、原發(fā)性肌病、代謝性疾病等各種原因，常常造成肌肉缺損和功能喪失。
傳統(tǒng)的治療方法主要是肌皮瓣移植，但存在著一些限制：比如可用的肌肉來源有限、對供區(qū)損傷較大、以及異體移植供體來源和免疫排斥等問題。
近年來，隨著組織工程的發(fā)展，人造肌肉漸漸進(jìn)入人們的視野，讓人們看到了解決肌肉組織缺損和功能喪失等問題的希望。而隨著3D打印技術(shù)在此領(lǐng)域的應(yīng)用，人造肌肉又向前邁進(jìn)了一大步。
韓國浦項(xiàng)科技大學(xué)Cho Dong-woo教授利用3D打印技術(shù)，制造如圖1所示的具有功能的人造骨骼?。╯keletal muscle construct）。
圖1.3D打印的肌肉組織模型
該技術(shù)的關(guān)鍵是一種新的生物墨水及其制作方法。制作方法如圖2所示：將骨骼肌中的細(xì)胞去除后的剩余組織，經(jīng)一系列處理后制作成細(xì)胞外基質(zhì)，再將所要打印的細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)混合制作成生物墨水。利用該生物墨水，并將溫度、氣壓分別設(shè)置為18℃、50kPa打印如圖1所示打印肌肉模型，然后放入37℃、5%CO2培養(yǎng)箱培養(yǎng)。
圖2 打印墨水制備過程 (步驟1.肌肉組織準(zhǔn)備 2.切碎至1mm厚 3.去離子水清洗 4.SDS處理 5.DNA水解處理 6.聚乙二醇辛基苯基醚處理 7.IPA處理 8.過氧乙酸處理 9.凍干并研磨)
經(jīng)體外培養(yǎng)觀察，如圖3所示，肌肉細(xì)胞生長良好并成功分化。其他測試實(shí)驗(yàn)也發(fā)現(xiàn)，3D打印出的人造肌肉擁有良好的伸縮性能，并能有效接受電信號，具有類似真實(shí)肌肉的功能。
圖3 打印肌肉組織的免疫熒光染色形態(tài)圖 藍(lán)色-肌細(xì)胞核，b. 綠色-肌小管，c. 紅色-乙酰膽堿受體聚集)
3D打印人造肌肉的成功標(biāo)志著人類在生物制造領(lǐng)域的又一大突破，如果后續(xù)動物實(shí)驗(yàn)?zāi)酥寥梭w試驗(yàn)?zāi)軌蝌?yàn)證這一成果的安全性和可靠性，這將為肌肉疾病的治療提供一種全新的途徑，造福成千上萬的肌肉疾病患者。