苏黎世联邦理工学院利用3D打印制造出性能接近天然组织的耳软骨

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       2026年2月28日,由苏黎世联邦理工学院、巴塞尔弗里德里希·米歇尔研究所和卢塞恩州立医院的研究人员组成的团队在实验室环境中利用人体细胞生产出了弹性耳软骨,机械性能与天然组织相当。


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相关研究以题为“Tissue Engineered Human ElasticCartilage From Primary Auricular Chondrocytes for Ear Reconstruction”的论文发表在《先进功能材料》杂志上。
        在大鼠模型中,人工合成的软骨在六周后仍保持了形状和弹性。这一进展标志着在寻找现有重建方法的可行替代方案方面迈出了重要一步,失去耳朵或患有先天性疾病(例如小耳畸形)的患者有望从中受益。
       目前,耳廓重建的标准治疗方法是取自患者自身的肋软骨,这种手术过程疼痛难忍,并且可能导致胸腔区域出现疤痕和畸形。重建后的耳朵也往往比天然耳朵更僵硬。研究团队着手在实验室培育出能够复制耳朵真实结构的机械特性的组织,然后再进行植入。


构建弹性软骨模拟耳廓移植物的组织工程研究
△构建弹性软骨模拟耳廓移植物的组织工程研究。
        论文主要作者、苏黎世联邦理工学院组织工程与生物制造小组的高级研究员菲利普·菲施(PhilippFisch)表示:“我们植入软组织并非希望它在体内保持稳定。相反,我们希望在实验室中实现这种稳定性。”
        研究团队从耳部矫正手术中切除的少量软骨残余组织中提取细胞,从直径约3毫米的组织块中,最初可以分离出约10万个细胞。这远少于打印完整耳朵所需的数亿个细胞。随后,将细胞在特制营养液中扩增,再嵌入生物墨水中,并使用 3D 打印机打印成耳部结构。打印好的结构随后在培养箱中成熟数周,持续获得营养供应,以促进 II 型胶原蛋白、弹性蛋白和糖胺聚糖的形成。
       Fisch解释说:“我们优化了细胞增殖,调整了材料特性,提高了细胞密度,并更有效地控制了成熟环境。尽管取得了这项重大成功,但弹性蛋白对我们来说仍然是一个挑战,因为我们未能使其完全成熟。我们观察到组织发生了变化。这清楚地表明,我们需要进一步稳定它。”

     弹性耳软骨实验大约需要三到四个月才能完成,全世界只有少数研究小组在研究这个课题。Fisch表示:“我们目前的研究为当前的研究状况提供了很好的指导。它表明我们距离重建人耳已经有多近——以及还缺少什么。”

    来源:南极熊


关键词:3D打印耳软骨

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