荷蘭烏得勒支大學(xué)醫(yī)學(xué)中心（UMC）的研究人員正致力于制作可以植入受關(guān)節(jié)炎影響的活關(guān)節(jié)的生物3D打印組織。關(guān)節(jié)炎是關(guān)節(jié)的炎癥，它可以影響一個(gè)關(guān)節(jié)或多個(gè)關(guān)節(jié)。每10萬人中就有41人每年被診斷出患有關(guān)節(jié)炎。關(guān)節(jié)炎會(huì)引起不適和疼痛，嚴(yán)重的影響著日常生活和工作。

    作為3-D-JOINT的項(xiàng)目的一部分，荷蘭UMC Utrecht的Jos Malda教授和他的團(tuán)隊(duì)正在開發(fā)生物打印的組織，這些組織可植入活體關(guān)節(jié)中以替換受損部位。這些最終會(huì)成熟為與原始健康軟骨相同的組織。雖然可以根據(jù)精確的藍(lán)圖3D打印干細(xì)胞，但這并不意味著它們可以立即轉(zhuǎn)化為新的器官或身體部位。

Jos Malda教授
    一個(gè)挑戰(zhàn)是保持細(xì)胞材料的正確，因?yàn)閎ioinks含有活細(xì)胞，所以它不夠堅(jiān)固，無法在印刷后保持形狀。科學(xué)家們不得不開發(fā)新的解決方案，一種選擇是使用水凝膠 ，一種由大分子網(wǎng)絡(luò)組成的材料，稱為聚合物，用水溶脹。“對(duì)于生物打印，材料必須能夠使細(xì)胞保持活力，”Malda教授解釋說。 “這需要在相對(duì)較低的溫度下進(jìn)行水性條件和加工，這使得水凝膠基材料成為理想的選擇。”
      但水凝膠足夠柔軟以傳遞細(xì)胞，它們無法承受某些組織在體內(nèi)經(jīng)受的機(jī)械負(fù)荷。為了解決這個(gè)問題，Malda教授和他的團(tuán)隊(duì)一直在試驗(yàn)添加劑材料，這些材料可以使水凝膠足夠強(qiáng)大，起到替代軟骨的作用。“加強(qiáng)水凝膠使其更加堅(jiān)固 ， 就像鋼筋融入水泥中，形成鋼筋混凝土，成為我們家園的基礎(chǔ)。“
     他的團(tuán)隊(duì)正在使用一種名為熔融電解的3D打印技術(shù)，它將熔融的聚己內(nèi)酯（一種聚酯）與電場(chǎng)結(jié)合在一起，形成與頭發(fā)一樣薄的纖維。使用這些微纖維，該團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建了與含細(xì)胞水凝膠結(jié)合的腳手架，實(shí)驗(yàn)證實(shí)目前已經(jīng)取得了良好的效果。“水凝膠與纖維的結(jié)合起協(xié)同作用，使復(fù)合物的強(qiáng)度增加50倍以上，同時(shí)仍允許細(xì)胞產(chǎn)生細(xì)胞外基質(zhì)并成熟為軟骨樣組織。”Malda教授說。
    他的團(tuán)隊(duì)正在努力擴(kuò)大該過程以創(chuàng)建更大的構(gòu)造，同時(shí)將不同的材料整合在一起，用于組合骨和軟骨組織替代品。除了作為軟骨和骨骼丟失的替代品之外，以這種方式印刷細(xì)胞還可以幫助身體修復(fù)受損組織。