《科学》杂志发文:美国科学家3D打印复杂血管网络

来源:甲子光年    关键词:3D打印, 医疗,    发布时间:2019-05-23

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据科技部网站消息,近日,由美国莱斯大学和华盛顿大学的科学家通过创新性的生物3D打印组织技术,使构造血管网络,模仿人体对血液,空气,淋巴液和其他重要液体的自然通道成为可能。该成果被Science杂志作为封面发表。


据世界卫生组织的数据显示, 目前全球患者对器官的需求量已经大大超过供给量。仅中国每年就约有三十万患者等待器官移植,而器官捐献者却还很少。

然而,即便是有幸匹配到器官,接受捐赠器官的人依旧面临着终身服用免疫抑制剂药物以防止出现器官排异反应的窘境。

理论上,生物打印可以从患者自己的细胞中打印代替器官以避免出现排异反应。但生产功能性组织替代品的最大障碍之一就是无法打印出复杂的血管系统,而密集的组织需要这些血管系统提供营养。

另一方面,脊椎动物的循环系统和肺系统包含独立的通道网络,这些通道交织在一起但彼此不连通。因此,在细胞组织材料中重建这种结构一直是一项重大挑战。甚至创造单个脉管系统都非常困难。

据介绍,美国科学家通过创新性的生物3D打印组织技术,将天然与合成食品染料作为光吸收剂,使其能够立体光刻生产含有复杂和功能性血管结构的水凝胶。用这种方法,研究者展示了用于流体混合器,瓣膜,血管间运输,营养物递送和宿主植入的功能性血管拓扑结构。

该研究展示了在几分钟内生产的单片透明水凝胶,包括有效的血管内3D流体混合器和功能性二尖瓣。也进一步阐述了来自空间填充的纠缠血管网络,并探讨了人体红细胞的氧合和流动。此外,他们在慢性肝损伤的啮齿动物模型中植入结构化可生物降解水凝胶载体,显示出这种材料强大的转化78345黄大仙神算救世网潜力。

另据新华网,论文作者之一、美国华盛顿大学生物工程助理教授凯莉·史蒂文斯说,肝脏的功能有500种之多,这样的复杂性意味着目前尚没有人造物可以替代,但未来的生物打印器官有望实现这一目标。预计生物打印在二十年内将成为医学的重要组成部分。

这意味着,未来,以3D打印技术复制出人类器官内复杂的组织及血管系统,将推动人造内脏技术的发展,或将为患者燃起生的希望。