《Cell》：细胞直接当 “墨水”生物 3D 打印革命性突破！

背景

传统生物3D打印长期受限于 “支架依赖” 或 “细胞密度不足”，导致打印组织难以模拟体内生理功能。要么依赖 hydrogel 支架稀释细胞浓度，要么缺乏复杂结构控制，无法实现高细胞密度与精细结构的双重需求。

近日，哈佛大学团队在《Cell》发表重磅研究，开发出 “细胞致密生物墨水”（CLINK）技术。该技术无需额外支架，通过氧化甲基丙烯酰透明质酸（OMHA）修饰细胞表面，让细胞直接作为生物墨水，实现高达10^9 cells/mL的超高密度3D打印。成功打印出功能神经回路、自主跳动的迷你心脏、血管化肝组织和皮肤移植物，彻底颠覆传统生物打印范式，为组织工程与再生医学开辟新赛道。

CLINK 技术的 “无支架细胞打印” 原理

细胞表面修饰：让细胞具备光交联能力

OMHA linker合成：将透明质酸氧化并甲基丙烯酰化，生成兼具醛基和甲基丙烯酰基团的OMHA linker，醛基可与细胞表面氨基快速反应，甲基丙烯酰基团提供光交联位点。

细胞-linker偶联：OMHA与细胞混合后，5分钟内即可通过胺 - 醛反应修饰细胞表面，过程中产生的轻微ROS不影响细胞活力与功能。

光交联成型：修饰后的细胞在数字光处理（DLP）设备下，经可见光照射快速交联（<30s），无需hydrogel支架即可形成稳定结构。

使用CLINK的生物材料-极简主义光激活的DLP生物打印（Wang et al., 2026）

CLINK 技术解决了传统生物打印的核心痛点

细胞密度突破：打印细胞密度高达10^9cells/mL，接近体内组织天然密度，是传统 hydrogel 生物墨水的 100-1000 倍。

结构复杂度高：DLP 技术支持层 - by-layer 光聚合，可打印含中空腔室、分支通道的复杂 3D 结构，分辨率达 200μm。

细胞功能完整：修饰后的胚胎干细胞（ESC）仍保持多能性，可正常形成拟胚体并分化为神经、肝脏等组织。

ESC CLINK的干细胞行为和流变学表征（Wang et al., 2026）

打印多种功能组织与器官模型

CLINK 技术展现极强的结构塑造能力

异质性组织组装：可同时打印多种细胞，构建肺泡样组织（A549 细胞 + 肺微血管内皮细胞）、肿瘤微环境模型（MDA-MB-231 细胞 + 血管内皮细胞）等异质性结构。

3D 中空结构制备：打印含分支通道的 3D 构造，通道直径低至 500μm，经染料灌注验证具备流通性，为血管化组织构建奠定基础。

多材料精准定位：通过切换不同细胞墨水，实现 voxellated 3D 构造打印，不同区域细胞定位精准，无交叉污染。

生物材料-将CLINKs的极简主义DLP生物打印成具有高细胞密度和高分辨率的复杂架构（Wang et al., 2026）

功能化器官模型：从体外模拟到体内再生

肝脏组织：血管化 + 代谢功能完整

打印 HepG2/C3A 肝细胞与血管内皮细胞共培养模型，细胞密度达10^9 cells/mL，远超传统 GelMA 支架打印的8×10^6 cells/mL。体内移植后，含通道的肝组织可快速血管化，CYP3A4 代谢活性显著高于传统支架组，血清中可检测到人白蛋白分泌。构建中通量肝芯片，10秒内可同时打印15个肝小叶模型，用于药物毒性筛选。

细胞密集肝组织的生物材料-极简主义DLP生物打印（Wang et al., 2026）

神经回路：实现细胞间功能连接

打印皮质神经元与运动神经元组成的 3D 神经回路，7 天内即可形成轴突连接。光遗传学验证功能：激活皮质神经元后，运动神经元可产生同步电信号，证明形成功能性神经连接。相比传统类脑器官，CLINK 打印的神经回路结构可控、 reproducibility 高，无需长期自组织培养。

迷你心脏（CardioChamber）：自主跳动 + 腔室结构

打印人 iPSC 来源心肌细胞，形成含中空腔室的 3D 心脏模型，4 分钟即可打印 1 个，90 个模型尺寸均一。2 天内开始同步收缩，7 天收缩幅度显著增强，钙通量检测证实心肌细胞功能成熟。切片染色显示心肌特异性标志物 cTnT、MYL7 表达阳性，腔室结构完整。

细胞密神经回路和心室的生物材料-极简主义DLP生物打印（Wang et al., 2026）

皮肤移植物：加速创面愈合与毛囊再生

打印间充质干细胞（MSC）与内皮细胞（EC）组成的致密移植物，其中内皮细胞呈放射状排列（RAS），模拟血管网络结构。小鼠背部创面移植实验显示，14 天内创面完全闭合，再上皮化率达 100%，毛囊再生数量显著高于传统 GelMA 支架组。体内血管化速度快，CD31 阳性血管面积是传统组的 4.28 倍，胶原沉积均匀。

细胞密集伤口愈合结构的生物材料-极简主义DLP生物打印（Wang et al., 2026）

技术优势与临床价值

相比传统生物打印的核心突破传统 hydrogel 生物打印 CLINK 技术

临床转化潜力

体外模型：高保真肿瘤模型、肝芯片、神经回路模型，为药物筛选提供更贴近体内的实验平台。

再生医学：血管化皮肤移植物、肝组织片，可直接用于创面修复与组织替代。

器官移植：迷你心脏、神经回路为后续器官打印奠定基础，有望解决器官短缺难题。

总结

CLINK 技术通过 “细胞表面修饰 + 无支架光交联” 的创新思路，首次实现超高密度功能组织的精准打印。其核心价值在于打破 “支架 - 细胞” 的依赖关系，让细胞直接作为构建单元，既保证了体内级别的细胞密度，又具备 DLP 技术的高分辨率与结构复杂性。从功能神经回路到自主跳动的迷你心脏，从药物筛选芯片到体内再生移植物，CLINK 技术为生物制造开辟了全新路径，有望加速组织工程从实验室走向临床应用。

关于赛箔生物

赛箔（上海）智能科技有限公司是一家专注于研发生物制造技术和组织工程产品的高新技术企业，成立于2021年2月。自主研发多种已经获得国家发明专利授权的生物3D打印技术和装备、生物材料、体外细胞和组织培养技术、组织处理和培养装置。基于核心技术开发多种器官组织模型和相应的检测评价服务，为基础研究、新药研发、精准医疗、再生医学等领域提供生物3D打印全产业链解决方案，实现了从设备到产品到服务的全面覆盖。

在肿瘤相关领域，赛箔与合作者共同研发基于生物3D打印技术构建的肿瘤微组织（PDT），涵盖十余个癌种，包括高发肿瘤、难治肿瘤、妇科肿瘤和儿童肿瘤，培养成功率超过了90%。通过近千例样本研究，证实PDT与患者组织具有高度一致的分子特征和药物敏感性，1-2周即可获得准确的药敏检测结果，为治疗赢取宝贵时间，并且可为新药研发企业提供药效评价、入组标准建立、适应症筛选等服务。在再生相关领域，赛箔已建立多种3D组织工程皮肤，包括表皮模型、全层皮肤模型、黑素皮肤模型等，并相应开发多种体外功效测试方法。