賓夕法尼亞州立大學(xué)的科學(xué)家們正在開發(fā)一種使用商業(yè)桌面3D打印技術(shù)生物3D打印人造生物組織“結(jié)構(gòu)框架”的方法。該過程包括增強細胞，注入水凝膠材料與支持3D打印光纖網(wǎng)絡(luò)。

研究人員說，纖維印刷在可植入的水凝膠中可以起到結(jié)構(gòu)化的作用，從某種意義上說，就像水泥中的鋼筋增強的方法一樣。賓夕法尼亞州生物醫(yī)學(xué)工程副教授賈斯汀·布朗（Justin L.Brown）補充說：“如果我們可以借助一些結(jié)構(gòu)來制造凝膠，我們就能夠以確定細胞生長模式，最終纖維會溶解并消失。 

然而，研究項目中最值得注意的一點是，它正在使用價格合理的現(xiàn)成3D打印技術(shù)來推進3D生物打印。正如研究人員所闡述的，他們的創(chuàng)新技術(shù)將桌面3D打印技術(shù)與靜電紡絲技術(shù)相結(jié)合，這是一個利用電力從熔融聚合物或聚合物溶液的螺紋生產(chǎn)納米級纖維的過程。這種組合允許創(chuàng)建“用于組織工程的非導(dǎo)電材料上的高分辨率和可重復(fù)的3D聚合物纖維圖案”。

有了這些納米螺紋腳手架樣式，研究人員已經(jīng)證明能夠在其上生長細胞，并成功地將這些結(jié)構(gòu)沉積到細胞注入的膠原蛋白水凝膠材料中。這項研究的目的是創(chuàng)造一種方便和低成本的方法來生產(chǎn)具有植入潛力的復(fù)雜人體組織。  

生物工程的博士生Pouria Fattahi解釋說：“總體思路是，如果我們能夠?qū)⒛z原蛋白凝膠和生物打印復(fù)合成靜電紡絲，我們就可以建立大型復(fù)雜的組織界面，如骨骼到軟骨，”生物工程博士生Pouria Fattahi解釋說，使用微擠壓生物打印機的組織“。然而，據(jù)報道使用微擠壓生物打印機的工藝分別打印不同的組織類型，然后使用粘合劑或連接器將其組合。賓夕法尼亞州立大學(xué)的研究人員認為，他們的3D打印腳手架方法可以更好地模擬真實的組織如何在身體中一起生長。

例如，研究人員說，他們可以通過簡單地修改帶螺紋的腳手架結(jié)構(gòu)的圖案，以便允許肌肉組織和肌腱之間的“無縫”過渡，用該方式可創(chuàng)建兩種不同類型的組織：肌肉和肌腱組織在一個單一的印刷品。當(dāng)然，在3D打印的組織可植入之前還有工作要做。

目前，團隊3D打印立方體腳手架結(jié)構(gòu)不到一英寸，雖然它說，這些有可能被用來創(chuàng)建ACL組織。 Fattahi解釋說：“前交叉韌帶或ACL只有2至3厘米（0.8至1英寸）長，1厘米（0.8英寸）寬。正在進行的研究項目由國立衛(wèi)生研究院資助，最近發(fā)表在《高級醫(yī)療保健材料雜志》上。