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通过打印机制造血管 (Blood Vessels Via Printer)

生物工程师迈出制造替代组织的第一步。

作者:Lacy Schley
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通过将蠕虫状的3D打印铸模嵌入凝胶中,然后将其移除,哈佛大学的阿里·卡德姆霍赛尼(Ali Khademhosseini)及其团队构建了原始的血管。卡德姆霍赛尼实验室

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未来的外科医生是否可以通过简单的打印来为患者定制替代组织?2014年,两支哈佛大学的生物工程师团队在实现这一目标上取得了重大进展,报告了两种新的3D打印方法,有助于构建原始血管。

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每年都有成千上万的人在等待组织和器官捐献时去世,而这些捐献资源非常稀缺。因此,组织工程师正致力于构建替代品,并且他们已经成功地制造了类似皮肤和膀胱等片状组织。但是,构建用于实体器官(如肝脏、心脏或肾脏)的替代组织更加困难,因为这些组织内部的细胞依赖于难以复制的血管网络。

二月份,珍妮弗·刘易斯(Jennifer Lewis)的团队报告了打印出含有血管起点的组织片段。他们使用定制的3D打印机和含有细胞外基质的特殊油墨——这是身体用来将细胞编织成组织的天然衍生物。打印机逐层构建组织。当打印头移动时,它们挤出像牙膏一样从管中挤出的油墨。这些油墨凝固成蠕虫状的凝胶,其中一些含有活细胞。为了打印血管,研究人员用一种特殊的油墨制成蠕虫状凝胶,这种油墨奇怪的是,在冷却时会融化。这使他们能够吸出产生的液体,留下通道,并用其他细胞填充这些通道,形成原始血管。

五月份,由阿里·卡德姆霍赛尼领导的第二支团队报告了构建可以在三维空间中分支或合并的微型血管,就像人体器官中的血管一样。首先,他们使用3D打印技术打印出一种名为琼脂糖的凝胶的蠕虫状链,每条链作为微型血管的铸模。在这些铸模周围,他们倒入一种富含细胞的液体,该液体凝固成生物相容性凝胶。然后,他们小心地拉出或吸出琼脂糖铸模,留下通道,并用细胞填充这些通道,以创建简单的血管。

目前,刘易斯的团队正在努力创建肾脏和骨组织模型,用于药物安全性筛选。卡德姆霍赛尼则致力于改进他的3D打印工艺,为个体患者制造替代血管。

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