应用折纸艺术推动3D生物打印技术发展

特拉维夫大学的研究人员利用日本的折纸艺术折纸原理，开发出一种新颖的解决方案，解决了困扰全球研究人员的一个问题：将传感器放置在3D生物打印的组织模型内。他们没有在传感器上生物打印组织(这被发现是不切实际的)，而是设计并制作了一种受折纸启发的结构，该结构可以折叠在人造组织周围，从而可以将传感器插入精确的预定位置。

这项研究是特拉维夫大学多个部门研究人员的联合努力成果：神经生物学、生物化学和生物物理学院、库姆纳米科学和纳米技术中心、生物医学工程系、萨戈尔再生医学中心、萨戈尔神经科学学院和Drimmer-Fischler家族再生医学干细胞核心实验室。

研究人员包括NoamRahav、AdiSoffer、BenMaoz教授、UriAshery教授、DeniseMarrero、EmmaGlickman、MeganeBeldjilali-Labro、YakeyYaffe、KeshetTadmor和YaelLeichtmann-Bardoogo。该论文发表在《AdvancedScience》杂志上。

Maoz教授解释道：“利用3D生物打印机打印生物组织模型用于研究已经非常普遍。在现有技术中，打印头来回移动，逐层打印所需的组织。

“然而，这种方法有一个明显的缺点：无法在一组传感器上对组织进行生物打印，因为在打印过程中，打印头会损坏传感器。我们提出了一种解决这个复杂问题的新方法：折纸。”

这项创新基于科学与艺术之间的原创协同作用。研究人员使用CAD(计算机辅助设计)软件设计了一种针对特定组织模型定制的多传感结构——灵感来自折纸。该结构结合了各种传感器，用于监测组织内精确选择位置的细胞电活动或电阻。

该计算机模型用于制造物理结构，然后将其折叠在生物打印的组织周围，这样每个传感器都可以插入组织内部的预定位置。特拉维夫大学团队将他们的新平台命名为MSOP(多传感器折纸平台)。

新方法的有效性已在3D生物打印的脑组织上得到证实，插入的传感器可记录神经元电活动。不过，研究人员强调，该系统既模块化又多功能：它可以在任何类型的3D生物打印组织模型中的任何选定位置放置任意数量和任何类型的传感器，也可以在实验室中人工培育的组织中放置，例如脑类器官(模拟人类大脑的小神经元球)。

折纸的科学性

Maoz教授补充道：“对于生物打印脑组织的实验，我们展示了我们平台的另一个优势：可以选择添加一层模拟天然血脑屏障(BBB)的层-这是一种保护大脑免受血液中携带的不良物质侵害的细胞层，不幸的是，血液中的不良物质也会阻碍某些用于治疗脑部疾病的药物。我们添加的层由人类BBB细胞组成，使我们能够测量它们的电阻，这表明它们对各种药物的渗透性。”

研究人员总结道：“在这项研究中，我们在科学研究和艺术之间创造了一种‘开箱即用’的协同作用。我们开发了一种受折纸启发的新方法，能够将传感器插入3D生物打印组织模型内精确预定义的位置，以检测和记录细胞活动和细胞间通信。这项新技术是生物研究向前迈出的重要一步。”

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