研究者利用糖和硅樹脂3D打印出可移植血管組織

盡管利3D打印制造可移植器官和組織的項目正在全世界如火如荼地展開,，但所有的研究者們都面臨著相同的問題，那就是如何將高聚物,、硅樹脂和患者自身的細胞完美融合,，從而制成具有運送氧氣和營養(yǎng)物質能力的生物相容性微血管？近日,，由賴斯大學和賓夕法尼亞大學的科學家組成的一支生物工程團隊似乎在這方面取得了突破,，他們的方法是使用糖玻璃和硅膠來創(chuàng)建一種基本的血管系統(tǒng)，正如他們在最近一篇論文中介紹的那樣,。這將有可能開辟出一條3D打印可移植器官及組織的新途徑,。

這項非常有前景的研究是由賓夕法尼亞大學水稻生物工程學副教授Jordan Miller領導的。他們在《Tissue Engineering Part C: Methods 》雜志上發(fā)表的一份的一份論文中表示,，他們已經能夠創(chuàng)造出一種天然的血管系統(tǒng),。該系統(tǒng)可以在連接到小動物模型上時令血液正常地通過。

很從本質上說,，這確實為確保血液到達植入的人工器官或組織中的每個角落和縫隙這一主要問題找到了一種解決方案,。Miller教授表示，組織工程學家通常采用的辦法是等待病人自己的身體長出血管,，然后融入人工組織支架,。這一過程不僅需要耗費幾周的時間，而且無法兼容體外制造人工器官（它們在血管組織到達之前就會因缺氧而死）“基于這些原因,，我們認為不應該被動等待,。所以我們希望找到一種方法來植入3D打印結構，然后直接將主動脈與與其相連,。如此一來,，這種結構就能立刻獲得氧氣和營養(yǎng)物質，而此次的項目就是這種設想的第一步 — 將類似的移植手術應用到實驗室的3D打印結構上�,！盡iller解釋說,。

據中國3D打印專業(yè)媒體平臺南極熊了解，在嘗試中,，研究團隊遇到了2個問題：第一,、組織里的血管結構很多；第二,、人造血管的入口和出口要足夠小才能直接與動脈和靜脈相連,。為此，生物工程研究生Samantha Paulsen和研究技術員Anderson Ta使用Miller在2012年研發(fā)的一種靈感源自糕點師制作的糖玻璃籠的技術開發(fā)了一個有趣的概念驗證：他們通過逐層3D打印糖玻璃創(chuàng)建出了一種血管晶格,，然后在其當硬化后將其用作了硅膠翻模的模具,。在硅膠固化之后，他們就得到了一個小型的管道網絡,�,！氨M管看上去還不像器官中的血管，不過它們已經具備了一些與器官移植相關的關鍵特性,。通過這種方法,，我們已經創(chuàng)建出了一種血管結構。它帶有直徑均為1毫米的一個入口和一個出口,，還具有直徑在600-800微米間的更小的分支血管,�,！盡iller解釋說,。

這個帶有出入口的人造結構的意義在于，它可幫助他們進行實際的模型測試,。測試時,，他們將這種小尺寸的“人造血管網絡”連接到動物模型的動脈上，驚喜地發(fā)現(xiàn)它們可以通過這種網絡結構順利輸送血液,。使用多普勒成像技術,，他們還得以發(fā)現(xiàn)，這套系統(tǒng)甚至能承受住血液產生的生理壓力,！最終,，血液通暢地流動了3個小時之久。

雖然上面的這些成果距離醫(yī)療應用還有不小的距離,，但Miller教授認為,，這絕對是這一特定生物工程領域的重大突破�,！斑@項研究邁出了開發(fā)組織工程移植模型的第一步,。利用它們，外科醫(yī)生就能夠直接將動脈與人工組織相連。

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