拜近來 3D 列印蓬勃發展所賜，最近科學家在 3D 器官列印的努力與發展也不惶多讓。和一般 3D 列印不同，想要列印組織還必須考慮各種方面，尤其細胞是相當脆弱的，因此在列印時必須兼顧溫度、噴出的液體對細胞造成的剪力、組織結構強度、供細胞附著的孔洞、供物質交換流通的微通道、細胞培養環境等。如此之多的需求，在以往的組織列印機中往往無法完全兼顧，不過今年二月，美國 Wake Forest 再生醫學研究院發表的新型印表機將困難一一克服。
此新型印表機名為整合式組織器官列印機（Integrated Tissue-Organ Printer, ITOP），有別於一般列印機卡匣中裝的是墨水，它的卡匣主要有三種，其一是維持 3D 列印結構強度的聚己內酯（polycaprolactone, PCL）；其二是包含細胞的水凝膠，並可以依照欲列印的組織增加不同細胞的卡匣數。水凝膠內含明膠（吉利丁，gelatin）、纖維素原（fibrinogen，隨後和凝血酶交聯強化結構）、玻尿酸（hyaluronic acid）與甘油加上細胞培養液（DMEM）；其三是聚合物凝膠 Poloxamer 407（商品名 Pluronic F-127），用於穩定列印時的強度，列印完成後會被移除，留下許多的通道。
列印組織的步驟類似一般 3D 列印，將來自斷層掃描或磁振造影的數據輸入 3D 建模軟體，指派 3D 列印機將不同卡匣中的物質列印出來。不同的是列印後需要去除 Pluronic F-127，並放到合適的培養環境中。
該團隊已經成功列印出軟骨、硬骨以及肌肉組織等，且將組織及器官種在裸鼠身上一段時間後能發展出部分的血管系統與可受神經控制的肌肉。雖強度不及自然的動物組織，此舉仍是再生醫學的一大邁進。事實上，這台組織器官印表機與其耗材已經商業化，且價格並非天價（機器本體約一萬美金），隨著各生技公司與研究團隊對這塊領域的積極進取，列印器官已經成為現在進行式。
圖片說明：(a) ITOP的架構示意圖 (b) 3D列印組織的構造，PCL用於支持結構，細胞則依附其上，微通道可讓養分或廢物流通 (c) 列印耳朵軟骨須先在電腦建模後由列印機印出來，再經過組織培養。圖片來源：https://goo.gl/c3ljBg
撰寫人: 紀威佑
參考資料：
- Kang, H., Lee, S. J., Ko, I. K., Kengla, C., Yoo, J. J., & Atala, A. (2016). A 3D bioprinting system to produce human-scale tissue constructs with structural integrity. Nature Biotechnology,34(3), 312-319. doi:10.1038/nbt.3413
- Meet ITOP: A One Stop Shop for 3D Printing Body Parts. (2016, February 24). Retrieved from https://blog.cirm.ca.gov/2016/02/18/meet-itop-a-one-stop-shop-for-3d-printing-body-parts/
