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利用人类软骨细胞，在实验室条件下成功制备了弹性耳软骨。这种工程化组织展现出与天然软骨相似的力学性能，并在动物模型测试中，六周后仍保持了其形状和弹性。这项研究建立在数十年来致力于为因事故或先天性疾病失去耳朵的患者制造人工耳廓的研究基础之上。
这项研究旨在解决一项重要的医疗需求，因为小耳畸形影响着大约每10000名儿童中的4名，导致外耳先天性畸形。目前的治疗方法是使用患者自身的肋软骨重建耳朵，这是一个痛苦的手术，可能导致疤痕，而且通常会导致耳朵比自然耳更僵硬。“我们植入软组织并非寄希望于它在体内保持稳定。相反，我们希望在实验室中实现这种稳定性，”发表在《先进功能材料》（Advanced Function Materials）杂志上的这项研究的主要作者菲利普·菲施（Philipp Fisch）说道。
研究人员从耳廓整形手术中取出的少量软骨样本中提取细胞，然后在营养液中培养数百万个细胞，最后将其嵌入生物墨水中进行3D打印。耳廓结构打印完成后，组织在实验室培养箱中经过数周的成熟培养，以促进II型胶原蛋白和其他天然耳软骨成分的形成。研究团队优化了四个关键因素：细胞增殖、材料特性、细胞密度和成熟环境控制。
图片来源：苏黎世联邦理工学院
尽管取得了进展，研究人员也承认弹性蛋白的生产仍然是一项重大挑战。这种蛋白质赋予耳朵柔韧性，但科学家尚未确定构建稳定弹性蛋白网络所需的精确生物学过程。“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，因为我们尚未能使其完全成熟，”菲施解释道。该团队希望在未来五年内解决这个问题，然后再进入临床试验和监管审批流程。
来源：ethz.ch
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