据麦姆斯咨询介绍，个性化医疗的前景日趋光明，德国弗劳恩霍夫微电子工程和微系统研究所（Fraunhofer IMM）的研究人员正利用其在微流控和单细胞技术方面的专业知识打印器官结构。
单细胞技术在研究和表征细胞特性方面发挥着关键作用。Fraunhofer IMM感染和癌症诊断部负责人Christian Freese博士和他的同事们，正在利用微流控技术靶向地分选并研究单细胞。通过其液体活检诊断平台，他们从液体活检中检测和分选循环肿瘤细胞（CTC）及其它生物标记物，以进行方便、全面的诊断。不过，研究人员希望更进一步，利用单细胞来构建一些新事物。
Fraunhofer IMM开发的TrapJet原理
为了将他们的研究成果和方法用于打印细胞，他们利用Fraunhofer IMM的洁净室，在硅基晶圆上构建了旨在“捕获”细胞的特殊微流控结构。Fraunhofer IMM的研究人员将人体细胞导入微流控芯片上的超细通道，细胞在流动过程中可以被其中的特殊结构捕获。这些结构的特殊几何形状可以确保只有单个细胞被捕获，而其他细胞则流向下一个未被占用的捕获器。在一个通道中可以有许多捕获器一字排开，因此，研究人员可以在不同的地方同时捕获和释放细胞，并重复使用这些捕获器。
带喷嘴的细胞捕获器，其结构设计旨在将单个细胞与流体介质中的其他细胞分离，以供打印。
就像喷墨打印机，热气泡将细胞从喷嘴中喷出，并沉积在一滴微小的液体中。不同类型的细胞使用不同的打印头并行打印，每种细胞都在各自的微流控通道行进。
左图为细胞捕获器阵列，细胞捕获器由硅制成的；右图显示了隔离在细胞捕获器中的细胞（绿色），以及流经细胞捕获器的细胞（蛇形线）。
“我们利用微流控技术来满足成功生物打印所需要的各种参数，最终实现快速、无菌的按需打印细胞。同时，这种方法还能确保打印细胞的高存活率。”Freese解释说，“另一个重要的点是，我们使用的生物墨水采用特定细胞及其特有的液体组成，这也可以通过微流控技术处理。”
许多现有方法只能生成一条含有随机分布细胞的生物墨水细线。Fraunhofer IMM的研究人员则能够打印出比细胞本身大不了多少的超微液滴。这使他们能够获得极高的分辨率，每个细胞都被精确定位，并能与邻近细胞直接相互作用。研究人员计划用这种方法构建器官培养物，例如，业界可以用它来测试药物。Fraunhofer IMM的研究人员表示，他们的目标是打印出用于皮肤或整个器官移植的组织。
更多医学微流控技术
为了挖掘这些方法在医学领域的巨大潜力，Fraunhofer IMM的研究人员明年将与弗劳恩霍夫制造工程与自动化研究所（Fraunhofer IPA）临床健康技术部的同事们合作，成立一个高性能单细胞技术中心，汇集并提升他们的专业知识。
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《即时诊断应用的生物传感器技术及市场-2022版》
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