皮慶猛的研究有望用于實(shí)現(xiàn)復(fù)雜空腔組織或器官的精準(zhǔn)構(gòu)建，尤其對需要空腔器官或組織移植的病人，是一種新的獲取供體的形式。該研究成果還有望用于體外血管、腸道、泌尿系統(tǒng)等空腔臟器疾病模型模擬、藥物篩選、組織移植替代物等諸多領(lǐng)域。

國際生物材料知名雜志《Advanced Materials》在線發(fā)表了皮慶猛題為“多層環(huán)狀組織的數(shù)字可調(diào)微流控生物打印”的研究論文。據(jù)了解，哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院Yu Shrike Zhang教授及加州大學(xué)洛杉磯分校Ali Khademhoseini教授為共同通訊作者。該研究意味著中國3D生物打印技術(shù)正逐步與世界接軌。

3D生物打印難在哪里？據(jù)皮慶猛介紹，生物打印需要考慮非常多的因素，比如：打印材料的細(xì)胞相容性、力學(xué)強(qiáng)度等。相對于一般實(shí)體組織，空腔組織構(gòu)建更為復(fù)雜，不僅要求多細(xì)胞成分，還涉及到不同亞層細(xì)胞類型和功能等。該研究證實(shí)3D生物打印通過新型設(shè)計(jì)系統(tǒng)，可以快速、精準(zhǔn)、個(gè)性化構(gòu)建含有不同功能細(xì)胞的血管、尿道等復(fù)層空腔組織，組織結(jié)構(gòu)清晰。

皮慶猛博士比喻，打印實(shí)體組織相當(dāng)于烤一個(gè)實(shí)心的面包，打印復(fù)層的空腔組織，相當(dāng)于烤一個(gè)空心的面包，這個(gè)空心還要分不同的夾層，層與層緊緊貼合又彼此分開。相對于一般的3D打印，生物打印需要全過程控制細(xì)胞活力，保護(hù)細(xì)胞不受傷害；其次空腔內(nèi)的不同功能細(xì)胞在各個(gè)層面能夠均勻分布，更符合人體正常結(jié)構(gòu)。

研究還證實(shí)，通過控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)單層結(jié)構(gòu)、雙層結(jié)構(gòu)在同一根管腔結(jié)構(gòu)反復(fù)切換的設(shè)想。將血管細(xì)胞、尿道細(xì)胞分別與復(fù)合水凝膠混合后，利用MCCES打印復(fù)層管腔組織，體外培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞活力在80%以上，細(xì)胞在水凝膠支架材料上可以充分鋪展生長，并表達(dá)特異標(biāo)志物。