前沿科技：看混合3D打印技術(shù)如何創(chuàng)建人體血管組織

生物3D打印技術(shù)正在以不可思議的速度向前發(fā)展，幾乎每隔一段不長的時間，該領(lǐng)域就會出現(xiàn)一些看似不可思議的進(jìn)展。近日，南極熊小編又發(fā)現(xiàn)了這樣一項令人興奮的科研項目 — ArtiVasc 。

該項目的目標(biāo)是開發(fā)出一種全新的納米級微型制造技術(shù)，用來制造含有血管的人造組織。項目一旦成功，便極有可能與具有新陳代謝能力的組織相結(jié)合，共同創(chuàng)造出可實用與人體的替代型人造組織系統(tǒng)。聽上去頗有些科幻小說的味道對不對？

由于得到了歐盟的支持，項目背后的科研力量十分強大，包括了來自物材料開發(fā)、血管生成、組織工程、細(xì)胞基質(zhì)相互作用和快速制造等領(lǐng)域的多位專家。這些人組建而成的多學(xué)科研究團隊正在通過完全自動化、標(biāo)準(zhǔn)化的制造方法嘗試著創(chuàng)建上面所說的可用于人類創(chuàng)傷治療的人造組織。另外，根據(jù)研究人員的說法，因為與體外皮膚非常相似，這種人造組織非常適用于化妝品、藥品和化學(xué)物質(zhì)行業(yè)的檢測。

據(jù)中國3D打印專業(yè)媒體平臺南極熊了解，該項目當(dāng)前的工作重點是創(chuàng)造出有著三層結(jié)構(gòu)的“灌注皮膚模型”。 在弗勞恩霍夫激光技術(shù)研究所（ILT）的帶領(lǐng)下，研發(fā)團隊已經(jīng)成功開發(fā)出了一種可以生成血管組織的3D打印工藝，并由此他們找到了培養(yǎng)全層皮膚模型的方法。

要知道作為工藝的核心，血管可是整個人造組織開發(fā)中最具挑戰(zhàn)性的部分，因為它是為人造皮膚這樣的多層組織攻擊營養(yǎng)的關(guān)鍵。只有具備了和真實血管一樣的供養(yǎng)能力，人造組織才有可能進(jìn)一步生成表皮和真皮之類的上層組織。目前，以這種3D打印工藝制造出的多層組織的厚度僅能達(dá)到200微米的水平，但是完整的皮膚系統(tǒng)厚度卻需要達(dá)到幾毫米才行。

項目開發(fā)團隊表示，他們的具體目標(biāo)是“通過開發(fā)人造血管令體外的復(fù)雜組織培養(yǎng)成為可能�！倍鵀榱俗龅竭@一點，他們采取了將噴墨技術(shù)與光固化技術(shù)的融合的3D打印方式。通過這種方式，他們已經(jīng)能夠以高的分辨率創(chuàng)建出厚度僅有20微米的多孔毛細(xì)血管了。

同時，利用數(shù)學(xué)模擬，他們還得到了創(chuàng)建這些分支結(jié)構(gòu)所需要的數(shù)據(jù)。這意味著這種結(jié)構(gòu)將可實現(xiàn)血液的均勻供應(yīng)。為此，研究者們專門開發(fā)了一種以丙烯酸為基礎(chǔ)的聚合物。有了這種材料，他們就可以制造出孔徑在幾百微米范圍內(nèi)的優(yōu)化血管。這是歷史上首次實現(xiàn)在微米級尺度下制造出分支結(jié)構(gòu)和具有生物相容性血管的方法，而傳統(tǒng)方法是無法做到這一點的。

研究者們表示，他們已經(jīng)開發(fā)出了一整套的工具，能夠靈活應(yīng)各種不同的材料、形狀和尺寸。另外，他們同時還實現(xiàn)了另一項“偉大的成就”，那就是利用與現(xiàn)有皮膚模型相結(jié)合的方式，在一種新型的生物反應(yīng)器中成功培養(yǎng)出了厚度高達(dá)12mm脂肪組織。

via 3dprint

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