在维也纳工业大学(TU Wien)，现在已经开发出第三种方法:使用一种特殊的基于激光的3D打印技术，可以生产直径小于三分之一毫米的微型支架，可以容纳数千个细胞。通过这种方式，从一开始就存在高细胞密度，但仍然具有适应结构形状和机械性能的灵活性。

有脚手架还是没有?

“到目前为止，基于支架的方法有很大的优势:如果你首先制造一个多孔支架，你可以精确地定义它的机械性能，”奥利维尔·纪尧姆博士说，他是当前研究的主要作者，他在维也纳理工大学材料科学与技术研究所的亚历山大·奥夫西尼科夫教授的团队中进行研究。“支架可以根据需要变软或变硬，它由可在体内降解的生物相容性材料组成。它们甚至可以配备特殊的生物分子来促进组织的形成。”

然而，缺点是很难快速和完全地用细胞填充这样的支架。尽管人们已经在研究自动化流程，但今天仍然需要大量的手工工作。特别是对于大型支架，细胞需要很长时间才能迁移到结构内部;细胞密度通常很低且不均匀。

如果不使用这种脚手架，情况就完全不同了。也可以简单地培养小的细胞团块，然后将它们以所需的形状连接在一起，从而最终合并。使用这种技术，细胞数量从一开始就很大，但在这个过程中几乎没有任何干预的可能性。例如，细胞球可能会改变它们的大小或形状，而组织最终会具有与期望不同的特性。

活细胞满足高分辨率3D打印工艺

Aleksandr Ovsianikov教授说:“我们现在已经成功地结合了这两种方法的优点——使用了一种高分辨率的3D打印方法，我们已经在维也纳理工大学研究了多年。”

这种双光子聚合技术使用一种光敏材料，用激光束精确地在所需位置固化。通过这种方式，结构可以在小于一微米的精度范围内生产。

这种激光方法现在被用来制造直径不到三分之一毫米的细丝状、高度多孔的支架。这些微型支架的设计使得内部细胞团块的快速生成成为可能。与此同时，电池被保护免受外部机械损伤，类似于拉力赛车手被赛车防滚架保护的方式。

Aleksandr Ovsianikov解释说:“这些充满细胞的支架相对容易处理，并且可以结合。”“当它们中的许多直接接触时，有可能在短时间内创建具有高初始细胞密度的大型组织结构。尽管如此，我们仍然可以很好地控制结构的力学性能。”

软骨和骨是第一个目标组织

该研究小组已经在2018年详细介绍了这种新型组织工程策略的基本概念。现在，这是第一次有可能证明这种方法确实有效:“我们能够证明这种方法实际上提供了我们所希望的好处，”亚历山大·奥夫西亚尼科夫说。“我们在实验中使用了干细胞，它可以被诱导产生软骨或骨组织。我们能够证明来自相邻支架单元的细胞确实合并并实际上形成了一个组织。这样，结构就保持了原来的形状。在未来，这些支架单元甚至可以注射用于微创手术。”