人類新生命的誕生起始于單個細(xì)胞，然后分裂并最終形成胚胎。根據(jù)它們相鄰細(xì)胞發(fā)送的信號，這些分裂的細(xì)胞隨后發(fā)育或分化為特定的組織或器官。

在再生醫(yī)學(xué)中，控制細(xì)胞的分化至關(guān)重要，干細(xì)胞可以分化以允許器官的體外生長并替代受損的成年細(xì)胞，特別是復(fù)制能力非常有限的成年細(xì)胞，例如大腦或心臟。

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科學(xué)家在分化干細(xì)胞時(shí)采用的一種常見方法是使用化學(xué)刺激。盡管這種方法對于制造一種單一類型的細(xì)胞非常有效，但它缺乏復(fù)制復(fù)雜生物體的能力，在生物體中，多種細(xì)胞類型共存并協(xié)同形成一個器官。

另外，受細(xì)胞發(fā)育的自然過程啟發(fā)，另一種方法涉及將干細(xì)胞包裝成小的細(xì)胞聚集體或稱為胚狀體的球體。類似于真實(shí)的胚胎，類胚體中的細(xì)胞間相互作用是分化的主要驅(qū)動力。從這些胚狀體的產(chǎn)生，發(fā)現(xiàn)諸如胚狀體的細(xì)胞數(shù)量，大小和球形度的參數(shù)影響所產(chǎn)生的細(xì)胞的類型。

但是，由于科學(xué)家無法控制這些參數(shù)，因此他們不得不費(fèi)力地生產(chǎn)大量的胚狀體，并選擇具有合適特征的特定胚狀體進(jìn)行研究。

為了應(yīng)對這一挑戰(zhàn)，新加坡科技設(shè)計(jì)大學(xué)（SUTD）的研究人員轉(zhuǎn)向“增材制造”以控制胚狀體中的干細(xì)胞分化。他們的研究結(jié)果發(fā)表在《Bioprinting》上。

通過結(jié)合3D制造和生命科學(xué)等多學(xué)科方法。Rupambika Das和助理教授Javier G. Fernandez 打印了幾種具有幾何形狀的微型物理設(shè)備。他們使用該設(shè)備展示了通過擬胚體的形成在干細(xì)胞定向分化中達(dá)到前所未有的精確度。在他們的研究中，他們成功地調(diào)節(jié)了增強(qiáng)心肌細(xì)胞產(chǎn)生的參數(shù)。

“增材制造領(lǐng)域正在以無與倫比的速度發(fā)展。我們看到的精度，速度和成本水平在幾年前是不可想象的。我們證明了3D打印現(xiàn)在已經(jīng)達(dá)到了幾何精度點(diǎn)。

“ 3D打印在生物學(xué)中的應(yīng)用一直非常集中于使用載有細(xì)胞的細(xì)胞對人造組織的打印，以“一件一件地”構(gòu)建人造器官?，F(xiàn)在，我們已經(jīng)證明了3D打印具有很高的潛力”。第一作者Rupambika Das博士補(bǔ)充說。 （生物谷 Bioon.com）

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