清華大學近日在材料領域知名期刊《先進材料》上發表新成果——通過一種逐級懸浮3D打印技術，快速構建復雜外部結構和內部血管網絡的組織器官。基于新科技，清華機械系副教授熊卓、副研究員張婷課題組成功打印了一顆含可灌注血管網絡的心室模型，有望加速工程化組織器官在醫學領域的轉化應用。

　　近年來，醫學領域一直在探索通過復雜組織和器官的體外功能化重建來救治患者的新方法。然而，現有生物3D打印技術仍有局限。以心臟構建為例，現有技術雖可打印構建復雜的心臟腔室結構，但難以重現對心臟功能具有重要作用的心血管系統及其他脈管系統，使得打印出的心臟模型徒具外形、缺乏內在“靈魂”，無法發揮真正的心臟功能。

　　清華這項新技術分級實現了復雜器官“內魂”的精準還原。熊卓介紹，第一級打印時，團隊在懸浮介質中打印生物墨水，獲得組織和器官的復雜外部結構。第二級打印時，將可沖洗的犧牲墨水打印到初次打印但未交聯的結構中，獲得自由形態的血管網絡；待打印結構定型后，通過去除懸浮介質和犧牲墨水獲得含自由血管網絡的復雜器官。

　　技術的關鍵在于使用一種能夠同時作為打印墨水和懸浮介質的生物材料。研究采用課題組前期開發的微凝膠雙相生物墨水，其在較寬的溫度范圍內表現出良好的自愈合特性，是理想的“墨水材料”。“我們成功打印構建了含可灌注血管網絡的心室模型，這是現有生物3D打印技術所無法實現的。”熊卓說，新技術還能顯著縮短復雜器官的打印時間，有助于提高打印活性，為復雜器官的體外打印構建提供了新的解決思路。