PNAS：中國古代木版印刷術激發新的細胞打印技術

　　細胞打印（Cell printing），可能不像3D打印那樣成為新聞頭條，但它可能是組織再生（tissue regeneration）的未來。在去年12月份，劍橋大學帶領的研究小組宣布，他們可以打印大鼠的眼細胞（Lorber et al. “Adult rat retinal ganglion cells and glia can be printed by piezoelectric inkjet printing.” Biofabrication published online 17 December 2013.），在通往打印眼部組織移植物的道路上，邁出了概念驗證性的一步。另外，在2013年2月份，英首次將人類胚胎干細胞用于三維打印。

　　大多數現有的細胞打印方法都是基于噴墨打印技術，但這種技術有其局限性。目前，美國德克薩斯大學、康奈爾大學、休斯敦衛理公會研究所和臺灣中國醫藥大學的科學家組成的研究小組提出了另外一種方法，在某種程度上，他們受到木版印刷技術的啟發，自3世紀以來這種古老的技術就已在中國使用。研究人員在最近的《PNAS》雜志上描述了這種新方法，稱為“Block-Cell Printing”或“BloC-Printing”，并指出，這項新的打印技術，能夠顯著提高活細胞的存活率，可讓科學家們在幾乎所有表面，有效地打印不同形狀的各種動物細胞。

　　研究人員寫道，他們用過噴墨印刷這樣的技術來嘗試打印一層細胞。噴墨印刷就是，將充滿細胞的液體（“墨水”）擠壓到一個平面圖案的表面。但是，要使細胞平躺成單細胞層，并將其精確地放到指定位置，很難有效地做到。最重要的是，細胞存活率通常只有50%到80%。

　　因此，該研究小組將注意力轉向中國木版印刷，這種技術主要是利用墨水填充的木制印章在紙上印刷。這項研究工作是由休斯敦衛理公會研究所的張凱（音譯，Kai Zhang）帶領，他指出：“木版印刷是一種高效、便捷的技術，徹底改變了印刷界。”

　　論文寫道，在過去的二十年左右，相似的方法已經被用于分子印刷（molecular printing），分子印刷需要極大的精度，但是還沒有在活細胞中嘗試使用這類技術。

　　科學家們設計了以硅樹脂為原料的木版狀印章，沿溝道兩邊構建了間隔規律的彎鉤狀結構。然后他們利用真空壓力，將細胞內液體吸到模具的另一端，從而使液體擠過印章的凹槽。這些彎鉤具有一個12微米寬的碗狀物，這種結構對于捕捉細胞是非常完美的，就如同一個棒球打入接手棒球手套的深口袋里。

　　一旦一個吊鉤被填滿，其它細胞就會經過并填滿其它空的吊鉤。這能夠保證所有細胞均勻且單獨地間隔排列。這個模具被擠壓到一個表面上，然后拿開，就會在表面上留下細胞圖案。

　　利用這種方法，科學家們能夠將Hela癌細胞（人宮頸癌細胞）排列到有序的網格中，并比較某些細胞的轉移潛能。他們還將神經元打印到一個網格模型中，觀察它們形成突觸連接和autaptic連接。

　　科學家們發現，這種古老但新穎的方法能夠在半個小時內快速完成，細胞存活率接近100%。他們還能打印相距僅有5微米的細胞——這不是一個糟糕的分辨率，因為細胞大約有10到30微米寬。

　　這項技術也有一些缺點：我們不能使用這種技術來打印多層細胞，因為這個過程花費的時間比噴墨印刷還長。但是研究人員稱，這項技術可能比較便宜，制造每個模具的材料成本只有約1美元，而噴墨細胞打印技術的成本為幾萬或幾十萬美元。