(A) 成人规模的三叶心脏瓣膜的三维模型。(B和C) FRESH 3D打印的胶原心瓣膜顶部和侧面图，添加硫酸钡作x线对比。(D) uCT重建显示全打印阀门。(E) 侧壁和单张的横截面。(F) 对uCT三维表面与三维模型进行定量测量，平均上印量为 0.55 mm，下印量为-0.80 mm。(G) 脉动流量超过1秒时阀门开启顺序。(H) 一个单循环内的多普勒血流速度测量: (i)关闭、(ii)半开和(iii)打开。(I) 与(H)在多个周期内相同。(J) 与天然阀门工作压力相比，打印好的藻酸盐和胶原蛋白阀门的最大跨瓣压力[N = 3]。(K) 通过计算得到的具有左心室多尺度血管网络的MRI衍生的 3D人类的心脏模型(灰色)。左冠状动脉前降支(红色)是引导小尺度血管形成的模板，小尺度血管的直径随着离冠状动脉(红色到蓝色)的距离而减小。(L) 左心室的冠状动脉前降支(红色)，计算生成的脉管系统(紫色)和感兴趣的子区域(粉红色)。(M) 透明区显示血管网络三维结构。(N) FRESH生物打印的胶原蛋白子区域，显示血管网络的再生。(O) 相互连接的经过冠状动脉使用甘油灌注血管网络(红色)。(P) 胶原蛋白经光学清除并灌注甘油(红色)，显示灌注至直径约100 mm的血管。(Q) 按新生儿大小缩放的MRI衍生的3D人类心脏。(R) FRESH打印的胶原蛋白心脏。(S) 胶原蛋白心脏横切面，显示左右心室和内部结构。(T和U) 左心室骨小梁的高保真图像(T)，显示从G-编码复制的复杂的解剖结构(U)。(V和W)心室之间隔膜的高保真图像(V)，显示了从G-编码复制的方格子填充(W)。四、研究小结这种3D生物打印技术使用快速的pH值变化来驱动胶原蛋白在缓冲支撑材料中进行自组装，使得能够：(1)使用未经化学修饰的胶原蛋白作为生物墨水，(2)使用12至24 mg/ml的高胶原蛋白浓度来增强机械性能，(3)创建复杂的组织结构和功能。虽然只用了人类的心脏来证明这个概念，但是FRESH的3D生物打印技术是打印胶原蛋白是一个平台，可以发展成适用于多种器官体系的先进组织支架。在这个过程中，仍有许多挑战需要克服，如产生组织所需的数十亿细胞需要对大型组织进行3D生物打印，实现规模生产，以及为临床应用建立一个监管机制。虽然一个功能齐全的器官的3D生物打印尚未实现，但我们现在有能力去开始构建原生组织的结构、机械和生物学特性。五、参考文献信息及链接A. Lee*, A. R.Hudson*, D. J. Shiwarski1, J. W. Tashman, T. J. Hinton, S. Yerneni, J. M.Bliley, P. G. Campbell, A. W. Feinberg, 3D bioprinting of collagen to rebuild componentsof the human heart, Science, 2019, 365, 482–487. DIO: 10.1126/science.aav9051.https://science.sciencemag.org/content/365/6452/482
