3D打印生物组织的挑战之一在于，在氧气输送血管长入材料之前，细胞可能会死亡。哈佛大学的科学家们正在解决这个问题，通过在其中加入藻类。在助理教授Y. Shrike Zhang的带领下，研究人员首先将光合作用的Chlamydomonas reinhardtii藻类封装在基于纤维素的生物墨水内。然后，将含藻类的生物水槽和人类肝脏衍生细胞从针头挤出到3D水凝胶基质中。它们以蜂窝状的方式沉积，类似于构成肝脏的小叶结构。

在光照下，藻类继续产生氧气，使细胞保持活力，甚至促使它们繁殖并产生肝脏特异性蛋白质。同时，细胞释放的二氧化碳让藻类得以茁壮成长。

当细胞生长并“接管”到足够的程度后，通过引入一种被称为纤维素酶的酶，将生物墨水（包括其中的藻类）去除。这就在生物墨水的地方留下了空的微通道，随后被人类血管细胞填满。结果，这些通道形成了血管。

研究人员希望该技术一旦得到进一步的发展，最终可以生产出人类生物组织，用于研究和药物测试等目的，甚至用于替换器官或其他身体部位。

“开发这样一种赋形生物墨水，使初始氧合和随后的血管在单个组织构建中形成，以前还没有报道过，”Shrike 说。“这是迈向成功的可行和功能性组织工程的关键一步。”

有关该研究的论文最近发表在《Matter》杂志上。