修改普通打印机来3D打印出冠状动脉

3D打印最有前景的应用之一是能够为患者创建定制的功能器官。虽然在过去几年里在这个方向上取得了一些进展，但是直到上周这个梦想才开始感觉更接近现实。

上周五，《科学进步》发表了一项由卡内基梅隆大学生物工程研究小组进行的研究。他们已经开发出一种新的生物打印技术，可以使用一种改进的商店购买的打印机打印冠状动脉，打印机中装载了胶原蛋白和其他组织工程凝胶等软材料。

这是一个前所未有的突破。传统上，三维打印使用硬材料，如塑料或金属，这是理想的制造过程中沉积超薄材料层。这有利于医疗领域的快速原型制作和假肢制作，但3D打印应用的圣杯对于生物打印患者的特定器官来说仍然难以实现。

在很大程度上，这是因为这一领域的进展需要软材料，如胶原蛋白和普通组织工程凝胶纤维蛋白。尽管在生物印刷软材料方面取得了一些小的进展，但大多数结构在印刷过程中会被自身重量压碎。即使研究人员在生物打印软材料方面取得了成功，它的价格也非常昂贵:大多数生物打印机的成本约为10万美元，这使得这项技术只能提供给少数几个既有资金又有技术来操作这些先进机器的研究机构。

然而，这项名为FRESH的新技术可以通过一石二鸟的方式消除这两个障碍。

FRESH的工作原理是将一种凝胶印在另一种凝胶内，外层凝胶作为半刚性支撑，以确保内层较软的凝胶不会因自身重量而塌陷。更重要的是，支持凝胶会在接近体温时融化，这意味着它不会破坏构成核心结构的敏感生物材料。

“我们已经能够获得冠状动脉的磁共振成像图像和胚胎心脏的三维图像，并以前所未有的分辨率和质量打印出来，”领导这项研究的卡内基梅隆大学材料科学与工程和生物医学工程副教授亚当·范伯格说。

所有这些的额外好处是，该团队以适中的预算实现了历史性的第一。他们使用现成的打印机，用开源软件和硬件进行修改，整个设备的成本不到1000美元。

“不仅成本低，而且通过使用开源软件，我们可以微调打印参数，优化我们正在做的事情，并最大限度地提高我们的打印质量，”范伯格说。“这真的让我们能够加快新材料的研发和这一领域的创新。与此同时，我们还通过在开源许可下发布我们的3D打印机设计来提供反馈。”

这种发展的可能性几乎是无止境的，这对于美国4000多名可能无力负担心脏移植的人来说无疑是个好消息。与此同时，研究人员的下一步是将真正的心脏细胞整合到这些组织结构中，这将使收缩肌肉得以形成，并有效地迎来廉价和功能性3D打印心脏的时代。

欢迎来到未来。