纳米工程师利用3D打印技术快速制造出仿生血管网络

本文摘要：近日，以加州大学圣地亚哥分校陈少晨（音）教授派的纳米工程研究团队解决问题了生物的组织工程中仅次于的挑战：生产出有可为的组织和器官供血的细致的血管，用作运送营养物质、新陈代谢产物和其它生物材料，为器官安全性植入体内奠定最重要基础。这项研究近日公开发表在《生物材料》期刊上。此前，早已有其他实验室的研究人员用于有所不同的3D打印机技术生产人工血管，但利用这些技术打印机速度慢、价格昂贵，而且不能生产单一血管这样的非常简单的生物结构，这些打印机的血管还无法与人体自身的血管系统相容。

近日，以加州大学圣地亚哥分校陈少晨（音）教授派的纳米工程研究团队解决问题了生物的组织工程中仅次于的挑战：生产出有可为的组织和器官供血的细致的血管，用作运送营养物质、新陈代谢产物和其它生物材料，为器官安全性植入体内奠定最重要基础。这项研究近日公开发表在《生物材料》期刊上。此前，早已有其他实验室的研究人员用于有所不同的3D打印机技术生产人工血管，但利用这些技术打印机速度慢、价格昂贵，而且不能生产单一血管这样的非常简单的生物结构，这些打印机的血管还无法与人体自身的血管系统相容。

“完全所有的的组织和器官都必须血管供血才能长时间存活和工作。这是在器官移植的众多瓶颈，需求量大，但供应严重不足，”陈少晨说道，“3D生物印刷技术可以协助解决问题这一难题，我们的实验室早已朝着这一目标迈进了最重要一步。”陈教授是加州大学圣地亚哥分校纳米生物材料和的组织工程实验室主任。

陈少晨教授的实验室3D打印机出有的血管网络具备很多分支血管，可以与人体自身的血液循环网络构建相容统合。陈少晨教授研究小组研发出有了一种创意的生物打印机技术，利用制做的3D打印机，较慢分解简单的三维微观的组织，可仿真生物的组织的简单的设计和功能。陈少晨教授实验室过去早已利用这种技术打印机出有肝的组织，在体内可以检测和清理毒素。研究小组用于医学影像技术创立了一个与动物体内血管网类似于的三维生物结构数字模型，然后利用计算机将其分解成数以百万计的二维薄层。

利用计算机掌控紫外光照射所含活细胞和光敏聚合物的溶液中，使聚合物烧结，活细胞则吸附在聚合物周围，构成一层所含活细胞的二维聚合物层。通过倒数扫瞄的形式，二维聚合物层逐级积累，渐渐构成三维液体聚合物材料PCB活细胞结构，最后发展成生物的组织。整个过程仅有须要几秒钟。比起于其他的3D打印机技术一般来说必须数小时来打印机非常简单的结构，这是一个极大的变革。

而且，该团队用于的是廉价的生物相容性材料。基于他们研发的生物3D打印机技术，研究人员印制出有了一个所含血管内壁内皮细胞的血管结构，这个结构尺寸为4毫米×5毫米×0．6毫米。研究人员将该结构在体外培育了一天，然后将产生的的组织重制到小鼠皮肤伤口。两周后，研究人员检查了植入物，找到这些植入物早已顺利地与小鼠自身的血管网络构成一体，使血液长时间循环。

陈少晨认为，目前植入的血管还不几乎不具备天然血管的所有功能，例如互相交换运送营养物质及废物。”陈少晨教授和他的研究团队正在致力于利用人类诱导多能干细胞创建伤病人特异性的组织，从而避免重制的的组织受到免疫系统反击。

由于这些细胞源于患者的皮肤细胞，研究人员不必须额外从身体内部萃取细胞来创建新的的组织。团队的最终目标是将这项成果不应推上临床试验。”最少必须几年才能超过这一目标，”陈少晨回应。

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