该技术源自PRISM-LT项目，这是一个为期五年、将持续至2027年的项目，由格拉斯哥大学生物工程学教授马西莫·瓦萨利（Massimo Vassalli）担任科学协调人。该平台并非挤出一条连续的细胞流，而是通过微小的胶囊来组装组织，每个胶囊内都含有活细胞、凝胶支架以及经过基因工程改造的微生物，这些微生物能够引导细胞如何发育。这种"构建模块"方法是该项目的核心赌注，也是对该领域核心问题的回答：如何将活细胞打印成复杂的形状，同时既不杀死它们，也不失去对它们最终分化结果的控制。
活的构建模块，而非连续流
传统生物打印是将细胞置于流动的生物墨水中进行沉积，缺乏生物学引导。而PRISM-LT则采用项目协调人、总部位于乌迪内的研究机构InSociety的首席执行官劳拉·马蒂内利（Laura Martinelli）所说的"封装的活体构建模块"。在每个胶囊内部，经过工程改造的微生物充当生物向导。它们能检测到干细胞何时开始变化，并响应性地释放生长因子，促使干细胞向骨、脂肪或肌肉方向分化。打印过程本身很快，只需几分钟到一小时，但组织随后需要大约三周的成熟期才能发育。目前，该团队可以生产约一平方厘米的薄层组织，并正致力于实现一立方厘米的块状组织。最困难的部分是生物共栖。该过程迫使那些从未进化到可以共享环境的生物体在一起工作。"我们需要在两个并非为共同生存而设计的系统之间建立共生关系，例如酵母和干细胞，"瓦萨利说。"主要的挑战是创造条件，使其对酵母或细菌以及分化过程中的干细胞都足够适宜。"
3D生物打印特写。照片由Philip Ezze提供，PRISM-LT
从骨髓模型到餐桌
PRISM-LT正基于相同原理研发两种组织类型：
第一种是骨髓中发现的骨-脂肪界面，旨在用于生物医学研究；其健康研究重点是利用3D骨髓模型来研究针对白血病等疾病的药物。
第二种是肌肉-脂肪结构，正是这种结构赋予了真实肉类大理石花纹般的质感——即构成口感和风味的脂肪纹理，而这长期以来一直是人造肉领域难以攻克的难题。
脂肪分布对于消费者是否接受实验室培育的肉类至关重要，马蒂内利将其视为打开市场的关键。"得益于我们的生物打印技术，我们可以在替代肉类中实现正确的质地，这为将其推向市场创造了机会，"她说。同一平台还旨在生产模拟人体器官的微型组织模型，用于药物测试和个性化医疗。消费者的认知与生物学一样，都在影响着设计选择。对于人造肉的研究，团队特意选择了酵母而非细菌作为工程引导体，理由是使用细菌培育的肉类在餐桌上更难被接受。即便如此，马蒂内利坦言，真正的产品仍遥不可及：该项目专注于原理和机制，而非成品。
由MeaTech 3D打印的3.67盎司培植牛排。照片由Shlomi Arbiv提供
监管前沿
科学工作只是挑战的一半。由于这些工程化活体材料结合了活细胞，有时还包含转基因微生物，它们超出了为传统药品和标准食品制定的现有法规范围。为了未雨绸缪，该团队已开始与欧洲创新委员会合作，并与包括欧洲药品管理局在内的监管机构进行接洽，以确定此类材料可能需要哪些审批。"我们需要对这项技术采取一种新的态度，"马蒂内利说。
瓦萨利认为，工程化活体材料在规模化应用后可能"极其强大"，并表示该项目已通过第一道关口。"当我们启动这个项目时，有两个主要问题：这可行吗？它能规模化吗？我们现在可以说，它是可行的。"可扩展性是下一个考验，也是决定活体材料最终能否与工业界已经习以为常的惰性材料并驾齐驱的关键。
来源：中国3D打印网编译文章！
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