在3D生物打印的精細世界中，重力常常成為一種障礙。活細胞經常沉降至打印機的注射器底部，這種沉降會導致堵塞和組織分佈不均。麻省理工學院的研究人員最近開發了一種名為MagMix的解決方案，旨在解決這一問題。這種緊湊的磁性混合器能夠在整個打印過程中保持生物墨水均勻，從而創造出更可靠和一致的人體組織。
細胞的重量通常比用於生物打印的水凝膠重。在進行大型組織的長時間打印過程中，細胞會逐漸沉降。這種沉降在打印大型組織的過程中變得更加明顯，導致噴嘴堵塞、細胞分佈不均以及打印組織之間的不一致性。MIT的組織工程教授Ritu Raman解釋道，目前的方法往往無法保持一致性。現有的解決方案，例如在將生物墨水加載到打印機之前手動攪拌，或使用被動混合器，一旦開始打印便無法保持均勻。
MagMix為生物工程師提供了一種更主動和精確的替代方案。MagMix系統主要由兩個組件組成：一個微型磁性螺旋槳位於生物打印機的注射器內部，而一個外部電動機則在注射器外部上下移動一個永久磁鐵。這一運動能夠控制內部螺旋槳的運轉，而不直接接觸生物墨水，從而避免污染並且適用於大多數標準生物打印機。
該團隊還利用計算機模擬找到了最佳的螺旋槳形狀，並對不同類型的生物墨水進行了測試。Raman表示，MagMix能夠在連續打印超過45分鐘的情況下防止細胞沉降，減少堵塞並保持高細胞活性。她解釋道，該系統對活材料足夠溫和，並且能夠根據不同的生物墨水調整混合速度，以平衡有效的均質化和對細胞的最小壓力。
研究人員甚至利用MagMix打印了功能性肌肉組織。穩定的生物打印技術最終可能減少對動物測試的需求。準確的組織模型使科學家能夠更安全地測試新藥物。Raman指出，如果我們能夠打印出更接近人體組織的組織，則可以利用這些模型來更好地理解人類疾病，或測試新療法的安全性和有效性。
美國食品藥品監督管理局對這些替代測試方法表現出日益增長的興趣。更好的生物打印技術使這些模型在全國的實驗室中更加易於獲得。Raman表示，最終團隊正致力於再生醫學的應用，例如用3D打印的組織替代我們體內的病變或受傷組織，以幫助恢復健康功能。該團隊還看到了這項技術在機器人學中的潛力，希望利用打印出的肌肉驅動生物混合機器。MagMix提供了這些複雜未來應用所需的可擴展性和可靠性。
