美国北岸-LIJ 医疗集团（North Shore-LIJ Health System）下属Feinstein医学研究所的研究人员，通过MakerBot 桌面3D打印机以及该公司生产的PLA线材打印出了一个定制的气管支架，该支架能够与活细胞结合生成活的人体气管。
人类的气管是容易因为肿瘤、气管插管等因素收到伤害，或者可能出现气管变窄等缺陷，这些缺陷往往难以修复，而目前医学界常用的重建受损器官的两种方法都有其局限性。Feinstein研究所的研究人员与临床医生合作，使用3D打印技术和组织工程技术研发人工气管。研究人员将软骨细胞与营养成分混合在一起培养，然后与胶原蛋白结合，使其形成软骨。但是要将其塑造成鼻骨或气管的形状还需要在3D打印机的帮助下，打出可以支架。然后将软骨细胞和胶原蛋白的混合物覆盖到支架上，使其长成软骨。
“制作一个气管是未知的领域。”该项目的负责人Goldstein博士指出：“它必须具有足够的刚性，以承受咳嗽、打喷嚏等压力变化，还要有足够的柔性，让脖子自由移动。通过3D打印机，我们能够很快打印出支架并交给外科医生检验，然后实时修改设计方案。”
研究团队改装了一台MakerBot Replicator 2X 3D打印机，让其中的一个挤出机挤出PLA线材，而另外一个则挤出生物材料。“3D打印技术使我们能在几个小时内完成原型、检验、触摸、感受和重新设计的能力。”Cohen儿童医学中心耳鼻喉科负责人Lee Smith博士说到。
Feinstein研究所之前考察了一些可以直接挤出活细胞的3D打印机，但由于功能比较少且价格昂贵。所以他们决定采用更实惠、方便的MakerBot 3D打印机。
Goldstein博士起初认为，他需要某种无菌、而且能够在体内溶解的特制PLA材料。由于时间紧迫，他决定先试试普通的MakerBot PLA线材，它能够用于各种外科植入设备。通过测试，Goldstein博士发现，PLA打印时挤出机热端产生的高温可以起到消毒的效果，这样普通的MakerBot PLA线材也可以使用。
而需要保持室温的生物墨水，则使用另外一个挤出机，在打印过程中被注入PLA支架的缝隙中，然后在MakerBot的热床上固化成凝胶。一个两英寸长的气管段只需不到两个小时就可以打印完毕。一旦生物油墨粘附到支架上，就会被送入一个生物反应器，这样做有利于保持细胞生长所需的温度。
目前，这项研究成果已在胸外科学会第51届年会上发表，展示了如何在孵化器内用四个星期制作出一个3D打印的气管或气管段。 据Goldstein博士总结说：“细胞可以在3D打印过程中存活，并能够继续分裂，并产生最终形成软骨的细胞外基质。”
该研究工作目前仍然属于“概念验证”的性质，研究团队在确定将其用于气管修复之前还有很多工作要做。Smith博士预计，未来五年内他们能够做到收集病人的细胞，并让它在支架上生长，以修复气管。
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（本文编译自：3Dprint.com,转载请链接至：www.51shape.com）
