近日，清华大学化学系刘冬生课题组与英国瓦特大学科研人员合作，将DNA水凝胶材料成功地应用于活细胞的3D打印，生命体的器官可以实现3D打印并替代“原装”器官的梦想从材料领域又迈进了一步。
因具有高含水量和类似于细胞外基质的特点，水凝胶是三维组织打印和人工器官制备的首选基材，也因此成为化学、材料和生命医学领域研究的热点。但是，在研发出DNA水凝胶之前，还没有一种水凝胶材料能够同时满足活细胞3D打印所要求的细胞相容性、力学强度、通透性、快速成型等苛刻条件。
在清华大学自主科研计划、国家自然基金委员会和科技部“973”计划的大力支持下，刘冬生课题组制备了一类新的水凝胶材料，能够同时满足多项活细胞3D打印的需求:速度快，可以达到秒级成型；条件温和，过程完全在生理条件下完成，不涉及化学反应以及能够对细胞造成伤害的外界刺激；强度、通透性好，打印出来的产品最终尺寸可以达到厘米级别以上的尺度，不变形和软化，还能够保证细胞生长所需营养物质的输送。此外，该材料还具有非常好的触变性和自修复性能，在细胞生长的同时可以不断改变自身的结构，能够在保证对细胞提供足够支撑的情况下不限制其扩增。更重要的是，该凝胶材料可以根据需要迅速分解不残留，为将来3D打印器官的活体移植创造了条件。
据悉，该论文已在《德国应用化学》发表，并配以“媒体推介”的重点报道。近日又被《自然》（《Nature》）的研究亮点报道关注。《自然》评价该材料是“一种非常有前景的打印三维组织和人工器官的材料”，还评论说:“此凝胶可以通过多层打印实现厘米级结构的构建”，“有足够好的强度维持其形状、不塌缩也不溶涨，但可以被（特定的）DNA内切酶迅速解离”，“共同打印的活细胞可以保持活性”。（中国医药报）