弗吉尼亚理工大学-维克森林大学生物医学工程学院和科学研究所以及再生医学机构的助理教授Aleksander Skardal博士和Adam R Hall博士通过3D打印结合微流控芯片加速药物检测。 具体来说,研究人员建立了一个三维装置,将肝细胞包围在一个可以模仿ECM的生物聚合物中。肝细胞被UV交联水凝胶溶液混合在一起,放入装置内,实施定域光聚合技术,在原位生成组织结构。使用水凝胶是因为它能“特殊模仿自然ECM的特性,”根据研究显示。该结构在装置内可保持7天稳定。 研究人员随后用0-500mM的乙醇,与上述结构混合进行毒理学分析。研究人员发现,乙醇的量对细胞活力有系统的影响。此外,对肝功能的分析评估表明,增加乙醇暴露后,人体血清白蛋白和尿素的输出量有显着减少。 3D打印“器官芯片” 此外,生物3D打印技术在制造复杂3D人体组织结构方面具有潜力。微流控系统可以为3D 组织提供营养、氧气和生长因子,在实验室环境下重现各种疾病的微环境,可广泛应用于药物研发、致病机理研究、细胞发育机制探讨等领域。未来,先进的生物3D打印机不仅可以打印微流控平台,还可以同时在微流控平台中直接打印出定制化的微观人体组织。 美国康涅狄格大学等机构的科学家在Towards Single-Step Biofabrication of Organs on a Chip via 3D Printing(通过3D打印技术进行器官生物芯片的一步制造)一文中描述到,传统的微流控芯片制造技术是劳动密集型的产业,不利于实验室进行芯片设计的快速迭代和快速制造。将3D打印技术用于制造微流控生物芯片则可以在几个小时内实现微型流体通道的快速制造,有利于设计的快速迭代,提高了基于微流控研究的跨学科性,并加速创新。