【CPP114】訊：在辦公室里經常可以見到的噴墨打印技術，現在被用于以活細胞作為墨水的生物打印技術的研究，以探索工業化生產復雜的組織或器官的方法。然而，以噴墨打印為基礎的細胞打印技術使大量的細胞受損或是死亡。現在研究者發展出一種類似于古代中國雕版印刷的技術。這種方法可以使幾乎所有的細胞存活。這項技術在《國家科學院院刊》中有詳細的信息。
  
  生物打印技術可能不僅僅被用于工業化生產組織和器官上，同樣用于在多種多樣的實驗中，以在材料表面分布一定排列模式的細胞，比如說檢測一種分子可能在醫藥中的作用，或者分析細胞是如何與其他細胞交流、相互作用的。之前的基于噴墨技術的細胞打印中，過半被打印的細胞都死了。在打印過程中還不能控制細胞的精確位置。并且它昂貴且難以操作。
  
  “我們已經厭倦了使用噴墨打印，開始考慮其它可以排布細胞模式的方法，”休斯頓衛理公會研究所的生物醫學研究者秦立東說。
  
  秦立東回憶著那天他和同事們被孩子們玩的橡皮圖章所啟發。這些圖章印出字母和其它圖案的方法非常像古代中國雕版印刷。這種技術在1800多年前對印刷技術產生了革命性的影響。
  
  我們所討論的印刷板使用硅制成的。細胞在印刷硅板中縱向流下。在硅板的制造過程中，這些縱列中的位點排布是可調配的。這些縱列里有一些像魚鉤一樣的卡子，這可以輔助控制細胞被固定到表面上的比例。當硅板被移走，細胞以精確的組成形式留在材料表面下來。
  
  “只要細胞懸掛的足夠好， 就不會有什么影響，”秦立東說道。“這些魚鉤一樣的卡子的邊緣并不鋒利，細胞也不會被破壞。”
  
  這種方法能在最少半小時內生產出2維的細胞陣列。這樣打印出來的細胞相互間可以貼近到5微米——相比大多數動物10-30微米的寬度。這種方法還可以同時處理多種類型的細胞，最終近乎100%的細胞都能存活。研究者們給這種方法起名叫平板細胞印刷（Block-Cell-Printing，BloC-Printing）。
  

  科學家示范了他們可以網格狀打印轉移瘤細胞，并且通過與非轉移瘤細胞比較來檢測它們的生長情況，以鑒定非轉移瘤細胞的轉移潛能。這可以輔助診斷腫瘤的分期。
  
  研究者同樣呈網格狀打印腦細胞，并使這些細胞之間產生相互聯系。這些細胞連接可能會在將來神經元交流和再生的研究中有用處。而神經元的交流和再生對于我們認識阿爾茨海默病和其它神經系統退行性疾病有關。
  
  “我們發現打印神經元細胞尤其具有挑戰性——為了找到正確的條件，我們花了三個多月的時間，”秦立東說道。
  
  科學家特別提到，制造每一個印刷平板所需的材料僅僅花費了大概1美元。并且每一個平板可以反復使用，進行數百次印刷。除了前期制作平板，這種技術不需要高精尖的儀器。一名研究者只需要一個吸管，一瓶活細胞的懸液，一個培養皿以及穩定的手，秦立東說。相比之下，基于噴墨技術的細胞打印要花費1萬到20萬美元。
  
  秦立東也提到基于噴墨技術的細胞打印發展更快，并且平板細胞印刷還不能像噴墨技術那樣打印多層的結構。秦立東仍然認為他們的技術會在很多類型的實驗中發揮作用，如涉及藥物篩選、RNA干擾和其它分子細胞間、細胞-細胞間相互作用的研究中。
  
  題圖中所示為掃描電鏡下帶hoop-like traps的block，右上角小圖中數字單位為微米。
  
  文中圖為掃描電鏡下平板細胞印刷的過程，向右的箭頭示意時間，單位為分鐘，黑色短粗線為比例尺（示意50微米），左邊四個縱列細胞和平板都是鋪在基底層上的，最右側的縱列示移去平板后細胞已粘附于基底層上。