一种新的自动化过程打印包含均匀分布的细胞的基于肽的水凝胶支架。支架能很好地保持它们的形状，并成功地促进了持续数周的细胞生长。

“生物打印”——包含活细胞的 3D 打印——具有彻底改变组织工程和再生医学的潜力。科学家们已经尝试使用天然和合成的“生物墨水”打印出支架，这些支架在细胞生长并形成具有特定形状的组织时将其固定在适当的位置。但是细胞存活存在挑战。天然生物墨水，如明胶和胶原蛋白，需要用化学品或紫外线处理以保持其形状，这会影响细胞活力。迄今为止测试的合成聚合物水凝胶还需要使用严酷的化学品和威胁细胞存活的条件。

KAUST 生物工程师 Charlotte Hauser 带领一组研究人员开发了一种使用超短肽作为支架墨水基础的生物打印工艺。他们使用氨基酸异亮氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸和环己基丙氨酸的不同组合设计了三种肽。

对于实际打印，该团队使用了一种新颖的三入口喷嘴。肽生物墨水进入一个入口，缓冲溶液进入另一个入口，然后通过第三个入口添加细胞。这使得肽墨水逐渐与缓冲溶液混合，然后与喷嘴出口处的细胞结合。一旦墨水被喷射出来，它就会立即凝固，捕获其结构内的细胞。

“找到一种支持细胞长期存活且可打印的细胞友好型生物材料具有挑战性，”博士说。学生 Hepi Hari Susapto。“我们由自组装超短肽水凝胶制成的生物墨水有效地解决了这一挑战。”

该团队能够打印高达 4 厘米的圆柱体，如上图所示，以及一个类似人的鼻子，它们的形状都很好。

人成纤维细胞、人骨髓间充质干细胞和小鼠脑神经元在水凝胶基质内存活并增殖良好。科学家们进一步诱导骨髓间充质干细胞在打印支架内在 4 周内分化为弹性软骨样组织。

该团队目前正致力于改变其生物墨水的表面化学性质，使其更接近于人体细胞环境。

“我们的下一步是生物打印 3D 疾病模型和微型器官，用于高通量药物筛选和诊断，”豪瑟说。“这些可以帮助减少寻找更有效和个性化药物的时间和成本。”