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  生物3D打印技術以其快速、精準、個性化等優點，可快速用于構建微流控系統。因為它具有自動化、低成本和高通量的特性，在組織工程領域得到了廣泛應用。目前報道的紙基腫瘤模型成型后，其內部形成的致密結構往往阻礙了細胞的遷移，從而在一定程度上直接限制紙基模型中微孔通道內外細胞的相互作用。

  近日，哈佛大學醫學院Y. Shrike Zhang教授課題組為了克服生物紙基血管化組織模型因其致密的網狀結構不利于細胞遷移的問題，采用一種成本低、生物相容性良好的納米材料-細菌纖維素 (bacterial cellulose) 水凝膠作為潛在的新型軟基質，通過結合生物3D打印技術和發泡技術，構建了一種紙基可灌流微通道內嵌的多孔血管化腫瘤模型。其將聚二甲基硅氧烷 (polydimethylsiloxane，PDMS) 作為犧牲墨水并打印在細菌纖維素懸浮基質中，通過風干形成紙狀膜。與之前使用的半固體凡士林-液體石蠟油墨（Nano Lett. 2019, 19, 6, 3603–3611）不同，PDMS犧牲墨水固化后，能夠抵抗發泡過程中的變形，即將膜浸入硼氫化鈉 (NaBH4) 水溶液中進行發泡處理，細菌纖維素基質在發泡過程中逐漸演變為多孔結構，同時PDMS微纖維形狀能夠完整保持。隨后，通過去除PDMS犧牲墨水形成中空的可灌流微流控通道，最后將乳腺癌細胞和內皮細胞細胞分別引入周圍擴張的多孔細菌纖維素基質和微通道中，實現了多孔血管化腫瘤模型的構建并用于抗癌藥物的篩選，為構建低成本（裝置成本不到4美分）的組織模型提供了一個新平臺。

圖1. 3D犧牲打印和發泡技術結合制備低成本多孔紙基血管化組織模型示意圖。

  該研究成果以“Expanding Sacrificially Printed Microfluidic Channel-Embedded Paper Devices for Construction of Volumetric Tissue Models in vitro”為題發表在期刊Biofabrication上。文章的共同第一作者為哈佛大學聯合培養博士生栗洪彬和程鳳。Y. Shrike Zhang教授為本文的通訊作者。

  論文鏈接：

  https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1758-5090/abb11e

  https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.9b00583