3D生物列印
3D列印的迷人之處，在於可以客製化列印你想要的形狀、材料。本來我們只能被動接受市場上已經有的商品，藉由3D列印，可以將被動化為主動，製作出你想要的東西。人們的想像力得以實現，科技也因此推向更細膩的方向，將原本的不可能，擠出一點點的可能。而3D列印用在組織工程和細胞移植，外觀看得見的像是耳朵、鼻子、皮膚，不易看到的可以說就是細胞移植技術的應用了。
第一型糖尿病
第一型糖尿病患者因為患者基因或免疫系統出問題，破壞產生胰島素的細胞，因此科學家想要以移植「蘭格罕氏島」(islets of Langerhans)，也就是胰臟內分泌胰島素和升糖激素的細胞，來治療第一型糖尿病患者。然而，現今這種治療方法，面臨移植後細胞存活率不佳的挑戰，原因主要有即刻的發炎反應、缺乏足夠的血管供應養分和自體免疫的影響。患者必須接受壓制免疫系統作用的治療，來避免移植捐贈者的細胞後產生的排斥。為此，荷蘭的科學家，近日發表了以3D列印，稱作「bioplotting」(生物繪圖)，用來增強細胞移植治療第一型糖尿病的技術，有希望解決這類患者低血糖的問題。
生物列印細胞移植支架
荷蘭科學家應用3D列印技術，先印出如同「支架」(scaffolds)的植入物，以移植「蘭格罕氏島」細胞到患者體內。這些細胞混入液狀水凝膠混合物「海藻酸鈉 / 明膠」(alginate/gelatin)材料中，列印出來，細胞即被埋入交錯連結組成的「立體支架」內；在實驗室內，將這些細胞從列印好的「支架」取出，細胞仍功能完好，可以生產胰島素，也對血糖反應正常，證明這種將細胞埋入「支架」的流程，不會對細胞功能造成影響，未來能用做細胞移植的載體。為什麼不直接移植細胞或者將細胞埋入膠囊中移植呢?這種方式列印的「支架」有什麼優點呢?原來「支架」搭建出來的孔洞，更有利於血糖和胰島素的交換，同時提供保護細胞的作用，使其不被身體的免疫系統攻擊。再者，這種「支架」載體，可以將細胞侷限在局部區域內，不會在植入人體後發生無法控制的偏移。
客製形狀、結構、材料
其實，使用「海藻酸鈉」包覆細胞移植不是第一次，之前有科學家用過膠囊的形式包覆來移植，或許是細胞獲得的營養和氧氣等不夠，成效不理想。所以現在改變其形狀和結構，讓其具有孔洞，並選擇兼具足夠黏性來列印立體結構，又不會破壞細胞功能的材料，是這個研究的關鍵。此外，藉由這種列印方式，有機會列印出較大的水凝膠結構，符合臨床上的需求。
未來，生物3D列印機，會成為醫院實驗室的基本配備嗎?
文章參考：IOP Publishing
圖片來源：University of Exeter@Flickr CC BY 2.0
原文參考：Biofabrication
