近日，機(jī)械與汽車(chē)工程學(xué)院山東省增材制造工程技術(shù)研究中心聯(lián)合蘇州大學(xué)心血管病研究所、西安交通大學(xué)、青島大學(xué)附屬醫(yī)院等多家單位，在電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)噴射微3D打印組織工程支架方面取得重要進(jìn)展，相關(guān)研究成果以“Electric-Field-Driven Printed 3D Highly Ordered Microstructure with Cell Feature Size Promotes the Maturation of Engineered Cardiac Tissues”為題，發(fā)表在國(guó)際高水平期刊《Advanced Science》（中科院大類(lèi)一區(qū)， IF 17.521）。我校張廣明副教授和李汶海碩士為論文共同第一作者，蘭紅波教授為通訊作者，青島理工大學(xué)為第一署名通訊單位。該成果具有典型的“醫(yī)工結(jié)合”特色，也是我校首次在該領(lǐng)域發(fā)表成果。

近年來(lái)，隨著組織工程的不斷發(fā)展，組織工程支架作為其中最有效的治療手段之一，在生物醫(yī)學(xué)方面呈現(xiàn)出巨大的應(yīng)用前景。組織工程支架的結(jié)構(gòu)和尺寸（纖維直徑和纖維間距）對(duì)細(xì)胞的生長(zhǎng)和成熟起到至關(guān)重要的作用。為了開(kāi)發(fā)更符合組織工程需求的生物支架，該成果提出了電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)噴射微3D打印具有細(xì)胞特征尺寸有序3D支架的新方法。該方法借助于電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)噴射微3D打印獨(dú)特的電場(chǎng)生成方式，有效克服了射流排斥影響，并結(jié)合對(duì)稱(chēng)打印等策略，成功制備了纖維直徑為10 ~ 20 μm、間距為60 ~ 80 μm高度有序的三維支架，實(shí)現(xiàn)了目前報(bào)道的最大纖維直徑/間距比0.29。人誘導(dǎo)性多能干細(xì)胞(Human induced pluripotent stem cell，hiPSCs)來(lái)源的心肌細(xì)胞培養(yǎng)和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該支架在形成同步功能工程心臟組織及促進(jìn)其成熟方面具有顯著優(yōu)勢(shì)，顯示出巨大的心臟組織工程應(yīng)用潛力。

目前，青島理工大學(xué)3D打印團(tuán)隊(duì)在蘭紅波教授帶領(lǐng)下，已經(jīng)開(kāi)發(fā)了具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的生物3D打印裝備，實(shí)現(xiàn)了包括骨組織支架、管腔類(lèi)支架（血管）以及可進(jìn)行電刺激的導(dǎo)電支架等制造，在組織工程支架制造方面形成了較為鮮明的特色。近期與多家醫(yī)院展開(kāi)合作，有望在微納3D打印生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域取得突破性成果。

近期，張廣明副教授在微納3D打印機(jī)理及醫(yī)學(xué)應(yīng)用方面取得多項(xiàng)研究進(jìn)展，主持國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目及山東省高校優(yōu)秀青年創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)支持計(jì)劃等，其他相關(guān)成果以第一作者/通訊作者在Composites Part B: Engineering (中科院大類(lèi)一區(qū) IF 11.6)、Virtual and Physical Prototyping (中科院大類(lèi)一區(qū)， IF 10.9)發(fā)表。

該研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金、山東省高校優(yōu)秀青年創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)支持計(jì)劃、山東省自然科學(xué)基金重大基礎(chǔ)研究項(xiàng)目的資助。（撰稿：朱曉陽(yáng)、楊建軍；審核：郭峰、李忠曉）

論文鏈接： http://doi.org/10.1002/advs.202206264