近日，生物医学工程学院谢茂彬教授团队在Nature Protocols上发表超快速、高细胞活性体积生物打印的研究论文Rapid volumetric bioprinting of pristine protein-based(bio) inks。该体积生物打印技术具备成型速度快、无细胞机械剪切损伤、成型表面光滑度高等优势，优化后可实现X/Y方向约50微米、Z方向约25微米的打印分辨率，已成功构建搏动心脏组织、功能性半月板支架、骨修复螺钉等结构，验证了在骨科修复、软骨再生、心肌补片等临床场景的应用可行性。
3D生物打印是再生医学领域的核心技术，传统逐层打印方式存在成型耗时久、生物材料需化学修饰才能光固化等缺陷，不仅提升制备复杂度，还可能破坏材料本征特性，限制其在组织工程与临床转化中的应用。因此，开发无需材料修饰、成型快速、细胞活性高的新型生物打印技术，是当前领域亟待突破的关键难题。
为此，谢茂彬教授团队及其哈佛医学院合作者，基于酪氨酸双键开发出全新体积生物打印（VBP）方法，实现天然蛋白质材料在无化学修饰条件下，120秒内完成复杂三维结构构建，并保持高细胞活性。该技术采用旋转投影整体成型策略，透明玻璃小瓶装载生物墨水匀速旋转，投影仪投射525 nm绿光，结合算法计算光图案完成三维“雕刻”，全程无需逐层堆积，30-120秒即可完成厘米级复杂结构，成型速度较传统方法提升数十倍。
团队利用天然蛋白质中酪氨酸残基，以Ru/SPS为光引发剂，在可见光下催化酪氨酸氧化形成二酪氨酸交联键，从根本上规避化学修饰弊端，完整保留材料天然结构与生物学功能。同时，系统开发纯丝蛋白、纯脱细胞细胞外基质、纯明胶三类天然蛋白生物墨水，覆盖软质水凝胶至硬组织支架力学范围，实现跨越六个数量级的力学性能调控。
该工作突破传统生物打印对材料化学修饰的依赖，建立未改性纯蛋白质类墨水快速体积生物打印标准化流程，在打印效率、材料仿生性和细胞相容性上实现同步提升，为再生医学与组织工程提供全新技术路径与方法支撑。
哈佛大学医学院张宇教授为该文章的通讯作者。广州医科大学谢茂彬教授、佐治亚理工学院和埃默里大学联合培养生物医学工程连黎明（在读博士）为该文章的共同第一作者。广州医科大学为该文章的第一单位。
