泰瑟拉生物科学公司开发出用于3d打印逼真肺组织的新型生物墨水

2025-07-15 20:21:31 3d打印肺

总部位于加拿大的麦克马斯特大学衍生公司 Tessella Biosciences 开发了一种新的生物墨水，使科学家能够 3D 打印能够像真实肺一样膨胀和收缩的软肺组织。

该材料旨在保持体温稳定，能够为研究呼吸系统疾病和测试潜在治疗方法提供更准确的体外模型。与许多需要低温条件且在打印后经常变形的现有生物墨水不同，Tessella 的配方可在一小时内产生柔韧、可拉伸的结构，并在生理温度下保持其形状。

麦克马斯特分拆公司成立于 2024 年，由医学副教授杰里米-广田（Jeremy Hirota）、化学与化学生物学系教授何塞-莫兰-米拉瓦尔（Jose Moran-Mirabal）和瓦尼尔学者兼博士生大卫-冈萨雷斯-马丁内斯（David Gonzalez Martinez）共同创建。

"肺会呼吸。我们每呼吸一次，它们就开合一次，"广田说。"不需要科学家也能明白，这种硬塑料并不是你的肺"。

尽管生物医学研究取得了重大进展，但许多实验室仍然依赖于僵硬的塑料培养系统，无法反映肺在呼吸时的行为。当 Hirota 开始寻找一种更真实的方法来研究慢性阻塞性肺病和肺纤维化等病症时，这种脱节成为了泰瑟拉的起点。

为了解决这种脱节，研究小组开发了一种可以拉伸、压缩并保持形状的材料，为研究人员观察细胞的行为和对治疗的反应提供了更真实的环境。

这种生物墨水可与标准实验室设备配合使用。据 Moran-Mirabal 称，它不需要专门的生物打印机，因此无需对基础设施进行重大升级，就能为更多研究团队所用。

此外，该项目还得到了麦克马斯特大学的早期支持。莫兰-米拉瓦尔获得了教授创业奖学金，理学院、教务长办公室和麦克马斯特创业学院共提供了 12.5 万美元的资助。

有了这个核心平台，该团队目前正在探索更广泛的应用，包括用于局部修复的可打印皮肤移植物和组织补丁。虽然全面的器官生物打印仍是一个长期目标，但 Tessella 目前正专注于再生医学和疾病建模方面的近期应用。

一名研究生（左）看着 Tessella Biosciences 联合创始人大卫-冈萨雷斯-马丁内斯（中）和何塞-莫兰-米拉瓦尔（右）使用他们的新型生物墨水工作，这种墨水可用于在体温下打印灵活、稳定的三维结构。图片来源：麦克马斯特大学 Georgia Kirkos。

打造反应更灵敏的肺部模型

推进逼真肺组织模型开发的不止麦克马斯特-斯宾诺斯公司一家。去年，生物技术研究公司 "前沿生物"（Frontier Bio）报告了通过将生物打印与干细胞的自组织特性相结合，在开发实验室培育的肺组织方面取得的进展。该公司混合使用肺细胞和生物材料，引导干细胞形成支气管、肺泡囊和跳动的纤毛，这些都是肺部的关键结构。

工程组织产生粘液和表面活性物质，复制了关键的肺功能。该技术旨在取代不可靠的动物模型，可改善慢性阻塞性肺病和COVID-19等疾病的药物测试。据该公司称，它还具有肺移植和将类似方法应用于其他器官的长期潜力。

同年，诺丁汉特伦特大学（NTU）的研究人员创建了栩栩如生的 3D 打印心脏和肺部模型，模拟出血、心跳和呼吸等功能，为移植手术培训提供支持。

这些模型以真实人体器官的三维扫描为基础，复制了真实组织的感觉和运动，为医疗专业人员提供了一种练习手术和提高技能的安全方法。在弗里曼心肺移植协会的资助下，英国军方和民间医院已经开始使用这些模型。它们的可重复使用性和较低的成本为医疗机构提供了便捷的培训解决方案。