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突破性生物列印技術!膠原蛋白組織有望根治第一型糖尿病

卡內基梅隆大學研究團隊運用創新的FRESH 3D生物列印技術,成功打造出全球首個以膠原蛋白為基礎的微生理系統,為第一型糖尿病治療帶來革命性突破。

膠原蛋白不僅是維持肌膚彈性的關鍵,更是人體含量最豐富的蛋白質,為各種組織器官提供重要支撐結構。Feinberg實驗室透過其獨家研發的「懸浮水凝膠自由形態可逆嵌入技術」(FRESH),實現了活體細胞與軟組織的精準列印,開創出完全由膠原蛋白構成的組織模型。

過往微型人體組織模型多採用矽膠或塑膠等合成材料,雖能模擬基本功能,卻難以真實重現生物組織環境。卡內基梅隆大學生物醫學工程系教授Adam Feinberg強調:「我們現在能完全使用膠原蛋白、細胞和其他蛋白質在培養皿中建構微流體系統,不僅結構精確度前所未見,更重要的是這些全生物模型能讓細胞發揮最佳功能。」

這項發表於《科學進展》期刊的研究,將FRESH技術推向新高度。團隊不僅提升列印解析度至100微米等級,更成功打造出具有血管網路的類胰臟組織,其葡萄糖刺激下的胰島素分泌表現甚至超越現有類器官技術。主導研究的匹茲堡大學助理教授Daniel Shiwarski指出,這項單步驟生物列印製程能生產各種設計的膠原基可灌注晶片,其精密度堪稱業界之最。

這項突破性技術已由卡內基梅隆大學衍生企業FluidForm Bio進行商業化。該公司組織治療總監Andrew Hudson博士團隊已在動物實驗中證實能治癒第一型糖尿病,預計未來幾年將展開人體臨床試驗。

Feinberg教授特別強調跨領域合作的重要性:「從生物學到材料科學的多元專業,是推動這項技術發展的關鍵。」研究團隊更計劃結合電腦模擬與機器學習,進一步最佳化組織列印技術,目標是讓植入體能完美模擬目標組織功能。

秉持開放共享精神,Feinberg團隊將公開設計圖資與技術細節,期待全球實驗室能運用此平臺技術,拓展至更多疾病與組織領域的研究。這項由美國國家衛生研究院資助的研究,可望成為建構複雜血管化組織系統的基礎平臺。