微管具有幾層摸
據報道，目前，科學家們利用幹細胞技術和3D生物列印技術，成功打印出眼部組織。
他們利用3D生物列印工藝和幹細胞技術，構建了3D視網膜組織樣結構，將其植入小鼠體內後發現可以有效改善眼部功能。
據瞭解，這是首次將組織工程技術和3D生物列印技術相結合的成功案例。該研究由來自英國利物浦大學的 Jennifer Chen教授團隊領導的課題組合作完成。
幹細胞和組織工程技術
組織工程是指利用生物技術對人體進行的修復，也是再生醫學的主要手段之一。
從本質上講，組織工程是透過在活體動物或細胞水平上進行改造和重建，使其具備組織器官的形態、功能和結構的一種生物技術。
由於該技術與人類疾病相關，因此，被稱為21世紀生命科學和生物製造領域最有前景且具有突破性的研究課題之一。
幹細胞技術
幹細胞療法是指利用從動物、人體等組織中分離出細胞因子、活性蛋白及其它活性物質，將其接種到特定分化受體，使其獲得某種組織或器官重建功能。
幹細胞療法是一種利用人體自身的免疫系統殺滅癌細胞或修復受損組織細胞而達到治療疾病目的的治療方法。
研究表明：幹細胞對多種疾病都有一定改善作用；目前幹細胞移植在癌症治療上取得了良好效果；並且幹細胞移植後不會產生排異反應；而且人體自身具有大量“細胞”，這些細胞可替代自身受損部分細胞，使人的生命得到延續和發展。
如今，透過“組織工程”技術構建出的結構在修復機體組織、器官等方面具有很大的潛力。
視網膜組織的3D生物列印結構
該研究團隊成功地構建了一個3D視網膜組織樣結構，它是由幹細胞和生物墨水列印而成。
由於視網膜組織具有大量的血管、細胞和神經，所以將其放在3D生物印表機中是不可能的。
該研究的首席研究員 Jennifer Chen說：“我們發現了3D列印技術可能解決神經再生領域中的關鍵問題。”
他補充說：“我們現在可以在計算機上模擬細胞如何分化成視網膜細胞，然後將其打印出來進行研究。”
目前，研究人員已經從老鼠視網膜組織裡獲得了幹細胞、神經幹細胞和再生因子。
研究小組表示，未來他們計劃進一步測試這些材料在動物模型中的作用。
實驗資料分析
透過對小鼠視網膜功能的評估，發現3D生物列印的視網膜結構與人類相似。
在植入3周後，小鼠的視蛋白含量顯著增加，但在4-6周內逐漸下降。
此外，與對照組相比，視網膜組織模型中存在新生血管（新生血管長度約為2-3 mm）。
而對於小鼠視網膜功能的評估發現，在4-6周內視力得到明顯改善並保持到8周以上。
因此，研究者認為這些結果表明生物列印的3D視網膜結構可以顯著改善眼部組織發育和再生能力。
研究者進一步對實驗資料進行了統計分析後發現：3D生物列印的視網膜結構植入小鼠後，與對照組相比，視網膜色素上皮細胞、新生血管長度約為2-3 mm）和視蛋白含量都顯著增加；而這些結構的功能改善則主要透過血管化來實現。
小鼠眼部移植幹細胞和組織模型
小鼠視網膜中有大量的幹細胞，科學家們希望將其移植到其他動物身上，並觀察其效果。
為了實現這一目標，研究人員利用3D列印技術來構建細胞庫、培養層和組織結構。
為了提高成功率，研究人員利用3D列印來製備一個三維的、結構化設計的人視網膜組織細胞庫。
這些“生物墨水”是透過基因工程技術合成並由幹細胞轉化而成，其中包括：
人胚胎幹細胞（hESC）；
胚胎視網膜血管內皮細胞（EVEC）；
視網膜色素上皮細胞（RPE）。
結果與結論
該研究成功地構建了具有結構和功能的3D視網膜組織樣結構，可以支援小鼠的視覺。
研究人員將從胚胎幹細胞（ESCs）中誘導的神經幹細胞（NSC）注入到列印的3D視網膜組織樣結構中。
結果顯示， NSC能夠在三維空間中生長，同時保持其分化和功能。
研究人員將該 NSC植入小鼠皮下，並進行了測試（圖4B）。在小鼠體內植入兩個3D視網膜組織樣結構，一個為正常的，另一個是由神經幹細胞和 NSC組成的複合體（圖4C）。
當移植細胞與視網膜組織整合在一起時，這些3D視網膜組織樣結構對小鼠沒有影響，並且仍保持正常功能。
其他應用場景
科學家使用從健康組織中分離的多功能幹細胞，並將其作為組織工程支架進行列印，包括心肌、面板和軟骨，這些材料在移植到體內後可以促進機體的再生。
由於人類幹細胞可以分化為其他型別的細胞，因此我們可以使用不同型別的組織來構建不同程度的器官。
這一新發現為使用多功能幹細胞列印各種器官模型奠定了基礎，因為我們現在已經能夠以多種方式列印不同型別的人體器官了。
該研究團隊還利用3D列印技術創建出軟骨結構，以構建軟骨組織用於治療心臟和骨骼疾病。
此外還要提到的是，除了再生醫學外，在其他領域應用也同樣重要。
由於人體組織存在很大差異，科學家們正在努力探索人類幹細胞應用於多種疾病如心臟病、糖尿病和中風等治療方面，並取得了一定進展。
未來展望
生物列印可用於角膜和角膜移植的臨床前研究階段
研究人員認為，這項研究對治療白內障和角膜疾病具有重大意義，可以促進治療方式的創新。
同時，它也為研究其他型別組織工程器官提供了一個很好的例子，比如骨骼、肌肉或神經組織。
該研究將生物列印技術與幹細胞誘導方法結合在一起，是首次將組織工程技術應用於眼部手術。
未來，眼病患者還可以從這一新的應用中受益。如果他們需要移植角膜基質細胞用於治療疾病的話，該研究可能會提供一種安全的方法。