骨髓很难在工作状态下观察，在实验室里重建就更难。因此，帕维亚大学的一个团队转向了一种医学领域里鲜有人想到的材料：家蚕茧中的蚕丝。它成了一种生物墨水，用来打印三维骨髓模型，这些模型柔软、坚韧，还能变色。它们旨在帮助研究骨骼疾病、测试药物和生产血小板——文末你还可以测一测，自己记住了这个丝绸故事的多少内容。
当你割破手指时，身体会立刻做出反应：产生有助于血液凝固的血小板。这一过程由巨核细胞主导——它们是藏在骨髓中的巨型细胞。它们确保需要血小板时不会短缺。
问题在于，这一机制并不总是按应有的方式运作。白血病、病毒感染或血液疾病都可能扰乱它，患者随之更容易受伤。要有效寻找治疗方法，科学家需要充分了解骨髓里发生了什么。而这就需要一个可靠的模型。
这正是由欧洲创新委员会资助的 SILKink 项目登场的地方。其团队制造了一台以蚕丝为基础材料的生物墨水打印机。该设备可以制造三维骨髓模型，随后在模型中接种活细胞。
这类模型既可用于研究骨骼疾病，也可用于体外（ex vivo）生产血小板，即在身体之外进行。这项创新有望大大增强欧洲的医学研究，并催生量身定制的药物和个性化医疗——这是 EU4Health 战略的一项关键目标。
该项目由意大利帕维亚大学分子医学系的亚历山德拉·巴尔杜伊尼（Alessandra Balduini）负责协调。正如她所说：“这个项目的目标是利用蚕丝墨水，弄清我们能否用这套系统来研究药物。”
巴尔杜伊尼和她的团队多年来一直在开发骨髓模型，不断改进其机制和临床方面。所以他们确切知道问题出在哪里。生物墨水必须提供足够的结构，让巨核细胞得以分化。现有模型在这方面做得相当不错，但有一个缺陷：不够柔软，无法近似模拟真实的骨髓组织。
这可不是小事。如果结构还原得不好，细胞就会承受压力并受损，进而改变它们的 DNA。这会掩盖被测药物的效果，使人更难找出好的治疗方法。
研究人员选择了一种取自家蚕茧的天然纤维。对于这一用途，蚕丝有几个优势：
结果呢？细胞在这样的环境中如鱼得水。巴尔杜伊尼解释说：“因为我们在模拟骨髓，细胞处于类似生理的状态，所以 DNA 损伤更少、压力更小、炎症更轻。这样就能在真实的系统中研究药物的影响。”
该项目的重要成果之一是初创公司 Silk4B。这家公司将团队先进的 3D 骨髓模型及相关的蚕丝产品商业化。全球的研究人员、制药公司和学者都在购买。
“我们让研究人员可以在实验中使用他们真正信赖的骨髓模型，”这位协调人指出。
团队并不打算止步于此。这种墨水获得了变色的能力，使系统中的任何变化都更容易读取。与此同时，一个能够大规模生产输血用血小板的蚕丝骨髓平台的研究仍在继续。
研究人员还在探索这些模型的其他用途，例如培养患者细胞，观察它们对药物的反应。他们希望这套系统最终能用于临床，不过这还需要几年时间。
这个故事很好地说明了如今不同领域彼此靠得有多近。其中有细胞生物学、材料研究、3D 打印、药物研究，最后还有商业。一个来自大学院系的想法，变成了产品远销世界各地实验室的公司。
如果你在学习生物技术、医学、药学或生物医学工程，有一点值得记住：一个好的研究模型，可能与药物本身同样重要。没有它，就很难如实检验一种疗法是否有效。
帕维亚大学的 SILKink 项目研制出一种蚕丝生物墨水，用来打印三维骨髓模型。这些模型柔软而坚韧，因此能更好地模拟真实组织，并减轻细胞所受的压力。它们用于研究骨骼疾病、测试药物和生产血小板，并由初创公司 Silk4B 销售。不过，临床应用仍需几年时间。
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