科技日報北京2月8日電 （實習記者張佳欣）如何使用像果凍一樣柔軟的材料來構建用於容納細胞的複雜結構？美國萊斯大學研究人員找到了答案。他們使用自組裝多肽墨水，通過3D打印製造出精細的結構。這一成果有望推動再生醫學和醫學研究總體上產生巨大飛躍。

3D打印已成為生物醫學研究中的主要製造策略之一。為了造出能再現生物組織機械性能的結構，科學家在研究水凝膠3D打印。但柔軟材料很難在三維空間中高保真地製作圖案，因此科學家需要能用作3D打印墨水的具有生物學特性的新型凝膠。

研究論文主要作者、萊斯大學生物工程係研究生亞當·法希德解釋說，人體內有20種天然存在的氨基酸組成蛋白質，氨基酸可以連接成更大的鏈，就像樂高積木一樣。當鏈上超過50個氨基酸時稱為蛋白質，而短於50個氨基酸時稱為多肽。在這項工作中，研究人員使用多肽作為3D打印墨水的基礎材料。

多結構域肽是一類在低濃度下形成納米纖維凝膠的自組裝多肽。此前，多結構域肽可以安全地植入體內
，已被用於神經再生
、癌症治療和傷口愈合，並被證明當植入活生物體時，可促進高水平的細胞滲透和組織發育。

研究人員發現，多結構域肽以獨特的多肽為基礎，僅依靠超分子機製進行組裝，是一種理想的3D打印墨水候選者。

在zai此ci項xiang研yan究jiu中zhong，新xin設she計ji開kai發fa的de多duo結jie構gou域yu肽tai一yi麵mian疏shu水shui，另ling一yi麵mian親qin水shui。當dang放fang入ru水shui中zhong時shi，其qi中zhong一yi個ge分fen子zi會hui翻fan轉zhuan到dao另ling一yi個ge分fen子zi之zhi上shang，形xing成cheng所suo謂wei的de疏shu水shui“三明治”。這些“三明治”相互堆疊並形成長纖維，隨後形成凝膠。研究人員首次使用自組裝肽係統打印出具有突出部分和內部孔隙的層狀3D結構。此外，打印的多結構域肽可證明體外細胞行為的電荷依賴差異。

“這表明我們可以利用結構和化學的複雜性來控製細胞的行為。”法希德說，“我(wo)們(men)的(de)最(zui)終(zhong)目(mu)標(biao)是(shi)打(da)印(yin)出(chu)含(han)有(you)細(xi)胞(bao)的(de)結(jie)構(gou)，並(bing)在(zai)培(pei)養(yang)皿(min)中(zhong)培(pei)育(yu)出(chu)成(cheng)熟(shu)的(de)組(zu)織(zhi)。然(ran)後(hou)，這(zhe)些(xie)組(zu)織(zhi)可(ke)以(yi)被(bei)移(yi)植(zhi)來(lai)治(zhi)療(liao)損(sun)傷(shang)
，或(huo)者(zhe)用(yong)於(yu)了(le)解(jie)疾(ji)病(bing)是(shi)如(ru)何(he)起(qi)作(zuo)用(yong)的(de)
，以(yi)及(ji)測(ce)試(shi)候(hou)選(xuan)藥(yao)物(wu)。”

這項研究已發表在最近的《先進材料》雜誌上。