華裔科學(xué)家獲3D生物打印技術(shù)領(lǐng)域突破性進(jìn)展

       今年早些時(shí)候,，組織工程與血管生物學(xué)專家、倫斯勒理工學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程系助理教授戴國(guó)豪博士因其使用3D細(xì)胞打印技術(shù)進(jìn)行人體組織生物制造的研究獲得了美國(guó)自然科學(xué)基金會(huì)青年學(xué)者獎(jiǎng),。此獎(jiǎng)項(xiàng)是獎(jiǎng)勵(lì)那些在學(xué)術(shù)生涯之初就有高質(zhì)量的科學(xué)研究和新穎的教育活動(dòng)的青年教授,，是美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)的最有競(jìng)爭(zhēng)力的獎(jiǎng)項(xiàng)之一,。

       成體神經(jīng)干細(xì)胞被認(rèn)為在治療和修復(fù)受損或病變的神經(jīng)系統(tǒng)方面有很大的潛力,。然而，此種細(xì)胞非常罕見,，很難用于實(shí)驗(yàn)室環(huán)境,，因?yàn)榇朔N細(xì)胞在離開其母體環(huán)境后，往往很快就會(huì)失去功能,。
       戴國(guó)豪博士用了五年時(shí)間,，44萬(wàn)美元研究資金設(shè)計(jì)并開發(fā)出一種新型3D細(xì)胞打印技術(shù)，并用該技術(shù)3D打印出一個(gè)“血管段”——即成體神經(jīng)干細(xì)胞原生環(huán)境的復(fù)制品,。

       與細(xì)胞在體內(nèi)的原始狀態(tài)不同,，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)生成的細(xì)胞組織結(jié)構(gòu)往往是2D的,。因此，創(chuàng)造和研究3D組織的一個(gè)主要挑戰(zhàn)是組織的擴(kuò)散限度,，它很快就會(huì)因無(wú)血液提供氧氣和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)而死亡或失去效力,。
       為了克服這一挑戰(zhàn)，戴博士和他的團(tuán)隊(duì)花了幾年時(shí)間開發(fā)出一款3D生物打印機(jī),，它能夠在同一層面同時(shí)精確地沉積細(xì)胞,、水凝膠和其他材料。利用這個(gè)平臺(tái),，戴博士開發(fā)出了生物制造血管通道的技術(shù),，該血管通道可向3D打印的生物組織提供營(yíng)養(yǎng)和氧氣。
      “我們身體的幾乎每一個(gè)部分都有血管,，它運(yùn)輸氧氣和營(yíng)養(yǎng),，使我們的細(xì)胞得以生存。同樣的,，3D打印的細(xì)胞組織也需要一個(gè)血管系統(tǒng),，以維持其生存�,！贝鲊�(guó)豪說(shuō),。“我們的設(shè)備可以3D打印出帶細(xì)小通道的組織,，該組織的功能與血管相同,。這使我們能夠3D打印出更加類似人體內(nèi)真正組織的細(xì)胞組織”。
       戴國(guó)豪的研究團(tuán)隊(duì)還使用3D組織打印技術(shù),，以幫助研究血管內(nèi)皮的功能,，這是分布在整個(gè)循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)部的薄薄一層細(xì)胞，它受環(huán)境因素,，如血液和平滑肌細(xì)胞相互作用的影響,。 內(nèi)皮機(jī)能障礙被認(rèn)為會(huì)導(dǎo)致許多血管疾病，包括炎癥,、血栓形成,、動(dòng)脈粥樣硬化。
       如果成功,，該項(xiàng)目可能會(huì)顯著擴(kuò)大的細(xì)胞在實(shí)驗(yàn)室設(shè)定的效能和壽命,，并使科學(xué)家們更清晰地了解細(xì)胞外環(huán)境如何影響細(xì)胞的行為。

戴國(guó)豪博士簡(jiǎn)介
       戴國(guó)豪博士1988-1992年就讀于北京大學(xué)力學(xué)系,，1992-1995年在吳望一教授指導(dǎo)下從事生物力學(xué)方面的研究并獲得碩士學(xué)位,。1995年開始攻讀麻省理工學(xué)院 (Massachusetts Institute of Technology)博士，主修心血管生物力學(xué),，并獲得哈佛大學(xué)－麻省理工學(xué)院聯(lián)合培養(yǎng)的生物醫(yī)學(xué)工程博士,。他于2002-2007年在哈佛醫(yī)學(xué)院從事血管生物學(xué)方面的博士后研究,。戴國(guó)豪博士于2008年加入倫斯勒理工學(xué)院 (Rensselaer Polytechnic Institute, 簡(jiǎn)稱RPI), 任生物醫(yī)學(xué)工程系助理教授至今。他還獲得了美國(guó)心臟學(xué)會(huì)頒發(fā)的青年科學(xué)家獎(jiǎng)（American Heart Association,Scientist Development Award). 他的研究方向涵蓋干細(xì)胞,，心血管組織工程和再生醫(yī)學(xué)等多樣前沿科學(xué)領(lǐng)域,。