麻省理工学院新型磁力混合器，打造迄今最均匀的3D打印组织

麻省理工学院的一个团队研发出一种磁力驱动混合器，可在不损伤娇嫩活细胞的情况下保持生物墨水的均匀性。

在3D生物打印的精微世界里，重力常常扮演着敌人的角色。活细胞经常会沉降至打印机针筒的底部。这种沉降现象会造成喷头堵塞和组织分布不均。麻省理工学院的研究人员近期研发出一种名为"MagMix"的解决方案来应对这一问题。这款紧凑型磁力混合器能在整个打印过程中保持生物墨水的均匀性，从而能制造出更可靠、更稳定的人体组织。

细胞的天然密度高于生物打印中使用的水凝胶。在制造大型组织所需的长时间打印过程中，细胞会逐渐沉降。麻省理工学院组织工程学尤金·贝尔职业发展教授瑞图·拉曼解释道："这种细胞沉降现象在长时间打印大型组织时会愈发严重，导致喷头堵塞、细胞分布不均，以及打印出的组织之间一致性差。"拉曼指出，现有的方法往往难以维持一致性。她表示："现有的解决方案，比如在将生物墨水装入打印机前进行手动搅拌，或使用被动式混合器，都无法在打印开始后保持均匀。"

MagMix为生物工程师提供了一种更主动、更精确的替代方案。

MagMix的工作原理

MagMix系统包含两个主要组件：一个位于生物打印机针筒内部、尺寸微小的磁性螺旋桨；以及一个在针筒外部、通过电机驱动上下运动的永磁体。这种运动通过磁力控制内部的螺旋桨，无需直接接触生物墨水。该设计既防止了污染，又能适配大多数标准生物打印机。研究团队利用计算机模拟找到了理想的螺旋桨形状，并用多种不同类型的生物墨水对设备进行了测试。

拉曼说："在多种生物墨水类型中，MagMix能防止细胞沉降超过45分钟的连续打印时间，减少了堵塞，并保持了高细胞活性。"她解释说，该系统对活性材料足够温和。"重要的是，我们证明了可以通过调整混合速度来平衡不同生物墨水的有效均质化需求，同时将施加于细胞的压力降至最低，"她说道。研究人员甚至使用MagMix成功打印出了有功能的肌肉组织。

推动人类健康进步

稳定可靠的生物打印技术最终可能减少动物实验的需求。精确的组织模型使科学家能够更安全地测试新药。拉曼补充道："如果我们能打印出更接近人体真实组织的组织，就可以将它们作为模型，来更深入地了解人类疾病，或测试新疗法的安全性和有效性。"美国食品药品监督管理局对此类替代测试方法表现出日益浓厚的兴趣。更先进的生物打印技术使这些模型更容易被全美各地的实验室所采用。

拉曼表示："我们的最终目标是实现再生医学的应用，例如用3D打印组织替换体内病变或受损的组织，从而帮助恢复健康功能。"该团队还看到了这项技术在机器人领域的潜力，他们希望利用打印出的肌肉来驱动"生物混合"机器。MagMix为这些复杂的未来应用提供了所需的可扩展性和可靠性。

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