亞洲研究人員使用3D細(xì)胞打印技術(shù)創(chuàng)建可植入的血管

來(lái)源：未知大陸

韓國(guó)和香港的研究人員已使用改良的3D細(xì)胞打印技術(shù)來(lái)制造仿生血管，該血管已成功植入了活體大鼠中。根據(jù)研究人員的說(shuō)法，他們?cè)谘芯恐懈攀龅挠糜诮M織工程仿生血管的方法為構(gòu)建耐用的小直徑血管移植物提供了一條有希望的途徑。這些3D細(xì)胞打印的血管移植物，用于將血流從身體的一個(gè)區(qū)域重定向到另一區(qū)域，有潛力用于將來(lái)的心血管疾病治療。

“人造血管是挽救患有心血管疾病的患者的必不可少的工具，”該論文的作者葛高說(shuō)道。 “臨床上有一些用聚合物制成的產(chǎn)品，但它們沒(méi)有活細(xì)胞和血管功能。”

“我們希望向組織工程師提供生活，功能性的血管移植物。”

仿生血管的直接三同軸細(xì)胞打印

使用三同軸細(xì)胞打印創(chuàng)建功能性血管移植物

研究人員解釋說(shuō)，心血管疾病是全球范圍內(nèi)導(dǎo)致死亡的主要原因之一，僅在美國(guó)，每年就需要超過(guò)一百萬(wàn)次血管搭橋/置換手術(shù)。

根據(jù)該論文的作者所述，組織工程學(xué)已成為一種有希望的方法，可用于創(chuàng)建可行的小直徑血管移植物，該移植物可用于通過(guò)血管植入治療心血管疾病。然而，到目前為止，還沒(méi)有證明具有內(nèi)皮組織和肌肉組織的這些血管替代物的構(gòu)建。

內(nèi)皮細(xì)胞和平滑肌組織的定位對(duì)于移植物起作用至關(guān)重要。正如論文作者所解釋的，他們指出：“要生產(chǎn)具有正常血管功能的移植物，必須實(shí)現(xiàn)兩種關(guān)鍵成分的重建，即：（1）融合的靜態(tài)內(nèi)皮細(xì)胞具有非血栓形成界面，可抑制血栓形成，和（ 2）收縮性平滑肌組織可以承受血流動(dòng)力學(xué)壓力，表現(xiàn)出生理順應(yīng)性，并通過(guò)收縮和放松適應(yīng)局部血壓的變化。”

亞洲的研究人員使用三重同軸細(xì)胞打印技術(shù)來(lái)構(gòu)建仿生組織工程化的血管，并在大鼠模型中通過(guò)插入腹主動(dòng)脈的方式對(duì)其進(jìn)行了體內(nèi)評(píng)估

為了克服這一障礙，研究人員確定了3D細(xì)胞打印技術(shù)，因?yàn)樗哂袠?gòu)建組織/器官等同物的能力。尤其是同軸擠壓技術(shù)，它使用特殊的噴嘴在擠壓時(shí)將一種類(lèi)型的材料喂入另一種類(lèi)型的材料中，從而可以創(chuàng)建類(lèi)似容器的結(jié)構(gòu)。

為了成功地對(duì)功能性組織工程化的血管進(jìn)行細(xì)胞打印，研究團(tuán)隊(duì)選擇能夠促進(jìn)細(xì)胞功能并能夠直接制造血管的對(duì)細(xì)胞有利的生物墨水至關(guān)重要。因此，他們開(kāi)發(fā)了由人類(lèi)主動(dòng)脈的平滑肌細(xì)胞和臍靜脈的內(nèi)皮細(xì)胞配制而成的特定于血管組織的生物墨水。

因此，將這種生物墨水配方與三重同軸細(xì)胞打?。≧TCCP）技術(shù)結(jié)合在一起，使研究人員能夠創(chuàng)建具有雙層結(jié)構(gòu)的功能性血管，其性能優(yōu)于現(xiàn)有的工程組織：直接構(gòu)建包含內(nèi)皮層和肌肉層的血管替代物?！毖芯咳藛T解釋說(shuō)。

將這些血管作為腹主動(dòng)脈移植到六只大鼠中，并在數(shù)周內(nèi)進(jìn)行監(jiān)測(cè)?？茖W(xué)家觀察到一種轉(zhuǎn)變，其中大鼠的成纖維細(xì)胞在植入物表面上形成了一層結(jié)締組織，從而使人造血管能夠整合為現(xiàn)有的活組織的一部分。最后，作者說(shuō)：“這些發(fā)現(xiàn)表明，使用提出的技術(shù)構(gòu)造的等效血管是組織工程小直徑血管移植物的有希望的選擇?！?br />
展望未來(lái)，研究人員計(jì)劃繼續(xù)利用RTCCP技術(shù)與特定于血管組織的生物墨水一起開(kāi)發(fā)其工藝，特別是增加接近人類(lèi)冠狀動(dòng)脈的血管強(qiáng)度。他們還旨在對(duì)血管移植物進(jìn)行長(zhǎng)期評(píng)估，以確定在移植環(huán)境中繼續(xù)發(fā)展并成為真實(shí)組織時(shí)會(huì)發(fā)生什么情況。

體外重塑的組織工程血管的表征

組織工程學(xué)是一個(gè)快速發(fā)展的領(lǐng)域，而3D打印和生物打印的最新進(jìn)展已使該技術(shù)在旨在構(gòu)建人體器官形狀的活組織構(gòu)造的研究項(xiàng)目中得到了應(yīng)用。