在美国国立卫生研究院的资助下，麦吉尔大学的研究人员制造出了迄今报道中最小的生物打印机（宽度仅2.7毫米）。该设备能在手术期间将水凝胶精准递送至声带，有助于预防术后僵硬并改善患者言语能力。这项研究发表在细胞出版社期刊《Device》上。

"我们的设备不仅追求精确度和打印质量，更注重外科医生的可用性，"第一作者、麦吉尔大学生物医学工程师斯文·格罗恩表示。"其紧凑灵活的设计能融入标准手术流程，并在受限工作环境中提供实时手动控制。"

(A)用于原位生物打印的装置示意图。(B)内窥镜打印头图片。(C)附加硬件与控制示意图。图片来自麦吉尔大学。

仿生设计与功能

据报道，嗓音障碍影响着3%至9%的人群，通常由声带增生或病变引起。手术切除可能导致纤维化，致使声带僵硬并造成言语困难。为改进水凝胶递送，团队开发了这款微型3D打印机，可通过喉镜经患者口腔操作。"起初我认为这不可行——制造小于3毫米的柔性机器人如同不可能完成的挑战，"资深作者、麦吉尔大学生物医学工程师吕克·蒙戈说道。

该设备灵感源自象鼻：柔性"躯干"末端设有喷嘴，通过肌腱般的缆线连接控制模块。外科医生可实时手动引导设备，以1.2毫米线宽涂覆基于透明质酸的水凝胶，在20毫米工作范围内实现精准可重复的运动。

测试与未来临床应用

在性能测试中，团队先在平面手动绘制螺旋形、心形及字母等图案，随后在手术训练用模拟声带上涂覆水凝胶。这款生物打印机成功重建了组织几何形态，包括病变残留空腔及完整声带结构。

"该设备的卓越之处在于其行为可预测，尽管本质上它就像一根花园水管——而见过花园水管的人都知道，通水时它会不受控制地扭动，"合著者、麦吉尔大学生物医学工程师奥黛丽·塞达尔解释道。

目前该设备采用手动控制，但团队计划集成自主导航功能。"我们正努力推动其临床转化，"蒙戈表示。"下一步将在动物体内测试这些水凝胶，有望最终开启人体临床试验，验证生物打印机与水凝胶的精确度、可用性及临床效果。"

生物打印技术进展

此项研究属于生物打印宏观趋势的组成部分，全球研究人员与企业正持续开发先进打印技术，以提升各类组织中的细胞存活率、打印精度及临床适用性。

由荷兰乌得勒支大学与乌得勒支大学医学中心的里卡多·莱瓦托带领的团队，开发出融合计算机视觉与体积打印技术的3D打印机。该命名为GRACE的系统发表于《自然》期刊，旨在增强生物打印组织中的细胞存活与功能表现。

此外，瑞士生物技术公司TissueLabs推出的新一代生物打印机TissuePro，在原有TissueStart平台基础上实现突破，在多材料打印精度、自动化程度及操作灵活性方面显著提升，为再生医学、疾病建模乃至软体机器人领域的研究提供支持。