【健康医疗网／记者蔡岳宏外电报导】3D打印器官是近来火热的研究领域，虽然科学家已经能够打印出器官，却难以重建复杂的血管网络，为人体组织提供营养。美国莱斯大学等团队利用光固化成型技术（stereolithography apparatus），利用蓝光曝晒水凝胶，一层一层堆叠打印出复杂的血管网络。团队成功打印出一个模仿肺部血管系统的模型，可将氧气送至周围血管，成为最新一期顶尖期刊《科学》封面。

人工器官存活命脉 血管系统难打造

根据《科学日报》报导，劳斯大学布朗工程学院助理教授Miller表示，人工器官最大的瓶颈，在于难以制造出供应器官营养的复杂血管系统，“每个器官都有独立的管道系统，例如肺的气管和血管，肝的胆管和肝门静脉、动脉等，这些网络纠缠在一起，其复杂结构和器官功能息息相关。”

华盛顿大学工程学院助理教授Stevens指出，随组织工程技术进步，科学家可以打造出越来越像真实器官，必须自问“其功能也和自然器官一样吗？”，因为人工器官功能的好坏，决定能否用于医疗。

光固化成型技术 食用色素建功

《独立报》报导，为了应对这一挑战，团队创建了一种光固化成型技术（stereolithography apparatus），或称SLATE。该技术是透过蓝光照射水凝胶，促使水凝胶一层一层凝固，最后堆叠成3D构造。且为了不让蓝光影响下一层的凝胶，团队发现使用一种可以吸收蓝光的食用色素，可以确保凝胶非常精细地凝固，在几分钟内，形塑出复杂的通道网络构造。

人工肺脏真能呼吸 打印肝脏移植老鼠

研究团队更实际打造了一个模拟肺泡的气囊气体交换系统，研究证明，该材质在模仿人类呼吸时，可以承受气囊撑大又收缩的张力。而且红血球通过血管网络时，真的能够交换氧气，如同肺脏中真实的情况。

科学家更进一步3D打印出一个肝脏，里头包含血管和肝脏细胞，并将其植入慢性肝病的老鼠体内，且肝细胞真能存活下来。Stevens解释，肝脏有5百种功能，无可取代，是仅次于脑的复杂器官。

Miller补充，该技术也可以制造血管内的构造，如瓣膜，用来限制血液流动方向。透过该技术，科学家可以自由打造人体内复杂的网络构造，他并预测未来二十年，3D打印器官将会成为医学重要的一环。

参考资料：

1. Organ bioprinting gets a breath of fresh air.

2. Breakthrough in organ printing thanks to yellow food dye ‘secret ingredient’.

3. Bagrat Grigoryan et al. Multivascular networks and functional intravascular topologies within biocompatible hydrogels. Science, 2019 DOI: 10.1126/science.aav9750.