3D打印生物組織的挑戰之一在於，在氧氣輸送血管長入材料之前，細胞可能會死亡。哈佛大學的科學家們正在解決這個問題，通過在其中加入藻類。在助理教授Y. Shrike Zhang的帶領下，研究人員首先將光合作用的Chlamydomonas reinhardtii藻類封裝在基於纖維素的生物墨水內。然後，將含藻類的生物水槽和人類肝臟衍生細胞從針頭擠出到3D水凝膠基質中。它們以蜂窩狀的方式沉積，類似於構成肝臟的小葉結構。

在光照下，藻類繼續產生氧氣，使細胞保持活力，甚至促使它們繁殖並產生肝臟特異性蛋白質。同時，細胞釋放的二氧化碳讓藻類得以茁壯成長。

當細胞生長並“接管”到足夠的程度後，通過引入一種被稱為纖維素酶的酶，將生物墨水（包括其中的藻類）去除。這就在生物墨水的地方留下了空的微通道，隨後被人類血管細胞填滿。結果，這些通道形成了血管。

研究人員希望該技術一旦得到進一步的發展，最終可以生產出人類生物組織，用於研究和藥物測試等目的，甚至用於替換器官或其他身體部位。

“開發這樣一種賦形生物墨水，使初始氧合和隨後的血管在單個組織構建中形成，以前還沒有報導過，”Shrike 說。“這是邁向成功的可行和功能性組織工程的關鍵一步。”

有關該研究的論文最近發表在《Matter》雜誌上。