极高分辨率(例如在单细胞水平)生物制造的最新进展极大地增强了生物制造的能力，并为组织工程开辟了新的途径。

清华大学的科学家提供了一个视角，以单细胞分辨率回顾工程生命系统的生物制造进展。

欧阳博士团队的研究兴趣包括复杂生物材料和细胞系统的设计、制造和应用，重点关注组织工程和再生医学的3D生物打印和先进生物制造技术的开发。由于细胞是生命系统的基本单位，他们认为具有单细胞特征的工程生命系统对于重现天然组织中的微环境非常重要。

这篇评论发表在《国际极限制造杂志》上，概述了基于具有不同尺寸的单细胞特征的细胞构建块的模块化组装的生物制造方法，并提供了最新进展的信息丰富的介绍。

“单细胞分辨率的异质性是自然生命系统中的普遍现象，因此操纵单细胞来重建工程生命系统的技术很有价值。但产品的机械强度和制造效率等几个因素应该受到重视。清华大学机械工程系副教授、该综述的资深作者欧阳亮博士说：“经过深思熟虑，针对特定用途选择合适的单细胞构建模块非常重要。”

“原则上，构建块的大小将决定结构的最小特征，并且用较小的构建块组装大型蜂窝结构需要更长的时间。为了同时实现高分辨率和制造效率，我们建议采用模块化组装策略，能够共同组装不同尺寸的构建块以形成所需的异质结构，”周德智博士说。学生，也是该论文的第一作者。

每种组织/器官都有其独特的结构来实现其功能。例如，胰岛由至少五种细胞组成，在多个细胞的维度内形成特殊的连接，通过细胞与细胞的相互作用维持血糖稳态;骨骼肌是一种各向异性组织，含有被肌外膜包裹的成束的肌束，肌束通过松弛和收缩之间的顺序转换来表现出正常的功能。

肺泡是另一个例子，它具有被毛细血管网络包围的多层壁，用于气体交换。独特的几微米厚度的多层结构可以提供大的表面(100-140m2)以进行有效的气体交换。因此，重建这些拓扑结构对于保证工程生命系统的功能至关重要。

“就像玩乐高一样，我们选择合适的积木并将它们组合在一起，制成我们想要的东西，”周说。这对于建立模仿自然生命系统的复杂结构非常有帮助。“但对于科学家来说，如何创造合适的生命构件并可控地组装它们是一个持久的挑战，”欧阳博士说。

基于“分散-沉积”原理，复杂的生命系统可以被视为各种离散元素的集合，包括单细胞特征构件和细胞群/生物材料构件。然后可以生成每个离散元素的对应部分并将其放置在一起以重建所需的对象。“我们相信这两个构建模块的结合可以有助于工程化具有物理化学和生物学特征的复杂组织，”周说。

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