3D打印活體自組織血管或可在芯片上重建復(fù)雜人體結(jié)構(gòu)

近日，勞倫斯利物莫國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的研究者們利用生物3D打印技術(shù)創(chuàng)造出了一種自組織的血管系統(tǒng)，可更加高效地在體外再現(xiàn)人類生理機(jī)能，最終將有可能打造出復(fù)雜的人類組織系統(tǒng)，以及幫助科學(xué)家更好地理解和應(yīng)對(duì)疾病。

這項(xiàng)研究是一個(gè)更大的項(xiàng)目 — 基于人體調(diào)查平臺(tái)的體外芯片（iCHIP）的一部分。該項(xiàng)目的目標(biāo)是在小型芯片上復(fù)制出完整的人類身體，包括中央和外圍神經(jīng)系統(tǒng)，血腦屏障，以及最重要的器官 — 心臟。

人類的心血管系統(tǒng)非常復(fù)雜，光是把動(dòng)脈、靜脈和毛細(xì)血管加起來就有驚人的數(shù)萬(wàn)英里長(zhǎng)。所以盡管它真實(shí)的存在于我們每個(gè)人的體內(nèi)，我們還是很難把握它的復(fù)雜性，而這正是科學(xué)家希望借助科技，尤其是經(jīng)濟(jì)準(zhǔn)確的3D打印技術(shù)將其復(fù)制出來的原因。

“這絕對(duì)是生物學(xué)的新領(lǐng)域，”該項(xiàng)目的研究員Monica Moya和Monica Moya表示，“如果最終成功，iCHIP將能夠幫助開發(fā)針對(duì)生物制劑的新方法，而不再需要使用真實(shí)的人體。”

據(jù)中國(guó)3D打印專業(yè)媒體平臺(tái)南極熊了解，到目前為止，研究者已經(jīng)能利用帶有人體細(xì)胞的3D打印生物墨水創(chuàng)建出具有人體相容性的自組織血管和毛細(xì)血管了。這些結(jié)構(gòu)是根據(jù)真實(shí)的人體細(xì)胞設(shè)計(jì)的，能夠借助營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)不斷生長(zhǎng)，最終具備近乎真實(shí)的反應(yīng)能力并自行發(fā)展成為復(fù)雜的血管網(wǎng)絡(luò)。通過下面的視頻，你可以簡(jiǎn)單了解一下該結(jié)構(gòu)的制造過程：

“如果將這種聯(lián)合工程方法與自然方式相結(jié)合，你就能在生物學(xué)的幫助下創(chuàng)建出更精細(xì)的組織，”Moya表示，“我們正在利用人體機(jī)能讓其自行生長(zhǎng)，而你將會(huì)看到越來越接近真實(shí)的生理機(jī)能�！�

研究者還補(bǔ)充說，生物3D打印經(jīng)濟(jì)準(zhǔn)確的特點(diǎn)是當(dāng)前成果得以實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵。“3D打印在組織-芯片平臺(tái)上增加了一個(gè)維度，”iCHIP主要投資人之一的Wheeler表示，“通過控制3D結(jié)構(gòu)環(huán)境和血管網(wǎng)絡(luò)來支持生長(zhǎng)中的組織是復(fù)制復(fù)雜人類身體結(jié)構(gòu)的重要一環(huán)。”

目前，這一為期3年的項(xiàng)目已經(jīng)進(jìn)入了最后一年。接下來的工作將是創(chuàng)建出近乎真實(shí)的定向?qū)哟巍１M管該項(xiàng)目距離3D打印出功能器官還有很長(zhǎng)的路要走，不過它已經(jīng)可以在一些現(xiàn)有的3D打印生物組織應(yīng)用中發(fā)揮作用了，比如用于毒理學(xué)研究、醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)，以及成為其它科學(xué)研究的試驗(yàn)臺(tái)。

延伸閱讀：  
《研究者利用糖和硅樹脂3D打印出可移植血管組織》
《2分鐘可打出10厘米 3D打印生物血管“成都造”全球首創(chuàng)》

via 3ders