“折纸是如何提升生物打印技术的呢？”

特拉维夫大学（TAU）研究人员运用折纸艺术推动3D生物打印技术

特拉维夫大学的研究人员借鉴了折纸——这一日本纸张折叠艺术——的原理，为困扰全球研究人员的一个问题提供了一种独创性的解决方案：在3D生物打印组织模型内部定位传感器。他们没有选择在传感器上方进行生物打印组织（已证明这种做法不可行），而是设计并生产了一种受折纸启发的结构，该结构围绕制造出的组织折叠，从而能够将传感器插入预先精确设定的位置。

本研究是特拉维夫大学多个单位研究人员共同努力的成果：神经生物学、生物化学与生物物理学学院，Koum纳米科学与纳米技术中心，生物医学工程系，Sagol再生医学中心，Sagol神经科学学院，以及Drimmer-Fischler家族再生医学干细胞核心实验室。研究人员包括诺姆·拉哈夫、阿迪·索弗、本·毛兹教授、乌里·阿什利教授、丹尼斯·马雷罗、艾玛·格利克曼、梅甘·贝尔吉拉利-拉布罗、雅克·亚夫、凯谢特·塔德莫尔和雅埃尔·莱希特曼-巴尔多戈。该研究论文已发表在顶级科学期刊《先进科学》（Advanced Science）上。

3D折纸平台集成在3D打印结构中。

毛兹教授解释说：“使用3D生物打印机打印生物组织模型进行研究已经相当普遍。在现有技术中，打印喷头来回移动，逐层打印所需的组织。然而，这种方法有一个重大缺陷：组织无法在传感器组上打印，而这些传感器组需要提供有关组织内部细胞的信息，因为在打印过程中，打印喷头会损坏传感器。我们针对这一复杂问题提出了一种新方法：折纸。”

MSOP：生物打印中艺术与科学的交汇

这项创新基于科学与艺术的原始协同作用。研究人员使用计算机辅助设计（CAD）软件设计了一种针对特定组织模型定制的多传感结构，其灵感来自折纸艺术。该结构融入了各种传感器，用于监测组织中精确选定位置细胞的电活动或电阻。然后利用计算机模型制造出实体结构，该结构再围绕生物打印的组织折叠，从而使每个传感器都能插入到组织内部预先设定的位置。特拉维夫大学的研究团队将这种新型平台命名为MSOP——多传感折纸平台。

通过在3D生物打印脑组织上演示了新方法的有效性，插入的传感器记录了神经元的电活动。然而，研究人员强调，该系统既模块化又多功能：它可以在任何类型的3D生物打印组织模型中的任何选定位置放置任意数量和类型的传感器，也可以放置在实验室人工培育的组织中，如脑类器官（模拟人类大脑的小神经元球体）。

折纸的科学魅力

毛兹教授补充道：“在生物打印脑组织实验方面，我们展示了平台的一个额外优势：可以选择添加一层模拟自然血脑屏障（BBB）的结构——这是一层保护大脑免受血液中携带的有害物质影响的细胞层，但遗憾的是，它也会阻挡一些用于治疗脑部疾病的药物。我们添加的这层结构由人类血脑屏障细胞构成，使我们能够测量它们的电阻，这表明它们对各种药物的通透性。”

研究人员总结道：“在这项研究中，我们创造了科学研究与艺术之间的‘非同寻常’的协同作用。我们开发了一种受折纸艺术启发的新方法，能够将传感器插入3D生物打印组织模型中预先精确定义的位置，以检测和记录细胞活动以及细胞间的通信。这项新技术是生物研究向前迈进的重要一步。”