热点:科学家用超快UV生物打印系统制造功能性3D打印血管网络

365体育官网2017年5月19日讯  20世纪,没有一种医学技术像器官移植一样带给人们那么多的惊喜与希望。然而,器官移植在很长时间内一直面临一个困境。一个器官的获取,是要以另一个人器官的失去为前提的,但主动或被动失去的器官远远要比所需的器官少得多。对此,人们设想出了很多解决之道,使用人工制造的器官移植也可以帮助病人重新进行正常的生活,3D生物打印机的出现或将解决这一问题。

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大家一直对3D生物打印出起作用的人体器官寄予厚望,但这方面最大的障碍之一是打印出起作用的血管系统。可喜的是,最近加州大学圣地亚哥分校的研究人员用3D生物打印技术成功开发出功能性的血管网络并将其用在了老鼠身上。研究人员说,他们的工作会加快人工器官和再生疗法的诞生。

Chen的实验室开发的3D打印血管网络可安全地与身体自身的网络结合在一起来运输血液,这项研究已经发表在《Biomaterials》杂志上。Chen及其团队使用自制的3D打印机,用UV光来固化来一种含有活细胞和光敏聚合物的溶液,从而形成特定的3D形状。这种方法可以在几秒钟之内制造出模拟生物组织的3D微结构,也曾被用来创建肝组织和可在人类血液中运送药物的3D打印微型鱼。

相比其他光固化或DLP(数字光处理)3D打印技术,除了速度快之外,这种UV生物打印法的另一个优点是:生物溶液中所使用的光敏聚合物非常便宜,尽管它具有完全的生物相容性。

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使用该技术,研究人员曾基于一个真人血管网络的3D模型3D打印出一个含有内皮细胞的结构(内皮细胞是形成人体血管内表的细胞)。尽管只有4mm×5mm×600μm大小,在培养了一些这样的3D打印结构后,研究人员将这些仿制血管网络移植到了活小鼠的皮肤伤口上。两个星期后,这些人工血管系统已经与小鼠自身的血管网络长在一起,并且能正常地为小鼠运输血液。

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不得不说这是一个巨大的进步,但若要将该技术应用到人体上,仍有许多工作要做。例如,真正的血管系统不仅要运输血液,还要运输营养物、氧气和废物。下一步,研究人员将用皮肤干细胞来构建组织,这些组织可被用来帮助那些移植物被自身免疫系统排斥的患者。

加州大学圣地亚哥分校的研究人员的主要目标是进入临床试验阶段,虽然实现这一点“至少还要几年”。

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