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    亚洲研究人员使用3D细胞打印技术创建可植入的血管

    2020-04-30来源:南极熊

      韩国和香港的研究人员已使用改良的3D细胞打印技术来制造仿生血管,该血管已成功植入了活体大鼠中。根据研究人员的说法,他们在研究中概述的用于组织工程仿生血管的方法为构建耐用的小直径血管移植物提供了一条有希望的途径。这些3D细胞打印的血管移植物,用于将血流从身体的一个区域重定向到另一区域,有潜力用于将来的心血管疾病治疗。

      “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,”该论文的作者葛高说道。 “临床上有一些用聚合物制成的产品,但它们没有活细胞和血管功能。”

      “我们希望向组织工程师提供生活,功能性的血管移植物。”

      仿生血管的直接三同轴细胞打印

      使用三同轴细胞打印创建功能性血管移植物

      研究人员解释说,心血管疾病是全球范围内导致死亡的主要原因之一,仅在美国,每年就需要超过一百万次血管搭桥/置换手术。

      根据该论文的作者所述,组织工程学已成为一种有希望的方法,可用于创建可行的小直径血管移植物,该移植物可用于通过血管植入治疗心血管疾病。然而,到目前为止,还没有证明具有内皮组织和肌肉组织的这些血管替代物的构建。

      内皮细胞和平滑肌组织的定位对于移植物起作用至关重要。正如论文作者所解释的,他们指出:“要生产具有正常血管功能的移植物,必须实现两种关键成分的重建,即:(1)融合的静态内皮细胞具有非血栓形成界面,可抑制血栓形成,和( 2)收缩性平滑肌组织可以承受血流动力学压力,表现出生理顺应性,并通过收缩和放松适应局部血压的变化。”

      亚洲的研究人员使用三重同轴细胞打印技术来构建仿生组织工程化的血管,并在大鼠模型中通过插入腹主动脉的方式对其进行了体内评估

      为了克服这一障碍,研究人员确定了3D细胞打印技术,因为它具有构建组织/器官等同物的能力。尤其是同轴挤压技术,它使用特殊的喷嘴在挤压时将一种类型的材料喂入另一种类型的材料中,从而可以创建类似容器的结构。

      为了成功地对功能性组织工程化的血管进行细胞打印,研究团队选择能够促进细胞功能并能够直接制造血管的对细胞有利的生物墨水至关重要。因此,他们开发了由人类主动脉的平滑肌细胞和脐静脉的内皮细胞配制而成的特定于血管组织的生物墨水。

      因此,将这种生物墨水配方与三重同轴细胞打印(RTCCP)技术结合在一起,使研究人员能够创建具有双层结构的功能性血管,其性能优于现有的工程组织:直接构建包含内皮层和肌肉层的血管替代物。”研究人员解释说。

      将这些血管作为腹主动脉移植到六只大鼠中,并在数周内进行监测。科学家观察到一种转变,其中大鼠的成纤维细胞在植入物表面上形成了一层结缔组织,从而使人造血管能够整合为现有的活组织的一部分。最后,作者说:“这些发现表明,使用提出的技术构造的等效血管是组织工程小直径血管移植物的有希望的选择。”

      展望未来,研究人员计划继续利用RTCCP技术与特定于血管组织的生物墨水一起开发其工艺,特别是增加接近人类冠状动脉的血管强度。他们还旨在对血管移植物进行长期评估,以确定在移植环境中继续发展并成为真实组织时会发生什么情况。

      体外重塑的组织工程血管的表征

      组织工程学是一个快速发展的领域,而3D打印和生物打印的最新进展已使该技术在旨在构建人体器官形状的活组织构造的研究项目中得到了应用。

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