哈佛大学研发3D生物打印技术,可打印带血管的人体组织

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3D生物打印,也就是用3D打印的方法制作人类组织,相比于其他3D打印技术还处于发展的婴儿时期。但是生物打印的进展却非常惊人,很有可能以比所有人想象的快的多的速度进入到实际应用中去。

生物3D打印

哈佛大学Wyss学院研究生物源工程的科学家们在上周三宣布他们已经成功利用多打印喷头和特制“墨水”成功制作出具有复杂结构的活体组织构架,而其最大的特点是这种被打印出来的活体组织中甚至包含有微型血管。

3D打印活体组织原理图
胞外基质的组成(生物3D打印)扫描和原理图(右下角)

 
能够打印包含有微型血管的多层活体组织,意味着咱们在通往人造人类组织结构的道路上又迈出了重要的一步。而这些人造人类活体组织首当其冲的应用便是制药行业,可被用于测试药物的安全性和有效性,还能够用于为受创或受损的组织提供具有完全功能性的替代供体。

而和之前报道的Organovo公司3D打印的肝脏组织相比,将微血管直接包含在生物3D打印过程中是此项研究的新进展,有了微血管,意味着被打印的组织有了必需的营养和氧份输送通道,因此让打印更厚的3D组织结构成为可能。甚至有可能让医生在外科手术将这些血管网络连接到自然的血管网络环境中,从而极大的提高被植入组织的可存活性,使移植手术的成功率获得极大的提升。


3D打印微血管
显微镜下的3D打印组织结构。蓝色部分是含有1型细胞(成纤维细胞)的细胞基质;绿色部分是含有2型细胞(真皮层成纤维细胞)的细胞基质;而红色部分则是人类血管衬细胞
 
为了打印血管,他们研发出一种特殊的墨水,这种墨水能在温度降低时融化,而不是温度升高时。实验组首先打印一个内交织结构的线材网,然后将温度降低,这时用特殊墨水打印的部分就会融化,科学家们再将这种液态墨水吸出,从而在打印的生物基质中形成镂空的管道网络,也就是血管结构了。在这项工作完成之后,科学家们再将人类内皮细胞注入到管道网络中,这些细胞就将附着在管道上逐渐生长成血管壁。

本项研究成果发表在14年2月18日的高级材料上。


(本文作者为"fangpian3",最初发表于fangpian3.com,该网站现与诺研3D打印服务网合并为同一网站)