3D打印技術(shù)現(xiàn)在早已不新鮮，它被廣泛地運用在工業(yè)設(shè)計、建筑、汽車、航空航天、牙科骨科醫(yī)療等領(lǐng)域。那么，是否有一天，生命體的器官可以實現(xiàn)3D打印并替代“原裝”的器官呢？清華大學化學系劉冬生教授課題組與英國瓦特大學Will Shu（舒文淼）教授合作的研究成果“DNA水凝膠”，從材料上又向這一夢想邁進了一步。
因為高含水量并且和細胞外基質(zhì)十分相似，水凝膠是三維組織打印和人工器官制備的首選基材，也因此成為化學、材料和生命醫(yī)學領(lǐng)域的研究熱點。但因為無法同時滿足活細胞3D打印要求的細胞相容性、力學強度、通透性、快速成型等苛刻條件，在“DNA水凝膠”問世之前學界和業(yè)界都沒有找到適合3D器官打印的材料解決方案。
劉冬生教授課題組與合作者共同制備了一類新的水凝膠材料，此材料可以同時滿足多項活細胞3D打印的需求：速度快，可以達到秒級成型；條件溫和，過程完全在生理條件下完成，不涉及化學反應(yīng)以及能夠?qū)毎斐蓚Φ耐饨绱碳ぃ粡姸取⑼ㄍ感院茫蛴〕鰜淼漠a(chǎn)品最終尺寸可以達到厘米級別以上的尺度，不變形和軟化，還能夠保證細胞生長所需營養(yǎng)物質(zhì)的輸送。此外，該材料還具有非常好的觸變性和自修復(fù)性能，在細胞生長的同時可以不斷改變自身的結(jié)構(gòu)，能夠在保證對細胞提供足夠支撐的情況下不限制其擴增。更重要的是，該凝膠材料可以根據(jù)需要迅速分解不殘留，為將來3D打印器官的活體移植創(chuàng)造了條件。
該成果論文2015年初發(fā)表于《德國應(yīng)用化學》，并用“媒體推介”的形式進行重點報道。同時，該項成果被2月26日出版的《自然》雜志研究亮點報道關(guān)注，評價該材料是“一種非常有前景的打印三維組織和人工器官的材料”，還評論說“此凝膠可以通過多層打印實現(xiàn)厘米級結(jié)構(gòu)的構(gòu)建”，“有足夠好的強度維持其形狀、不塌縮也不溶漲，但可以被（特定的）DNA內(nèi)切酶迅速解離”，“共同打印的活細胞可以保持活性”。
