活體膜：美國哈佛大學(xué)的研究員展示了他們通過把充滿細(xì)胞的墨水打印在分層曲折的模型上造出血管化的組織結(jié)構(gòu)的方法。

每年有成千上萬的病人在等待捐贈器官中死亡。制作人工血管有了借助3D打印人工血管或成真決定性的突破，哈佛大學(xué)的研究人員說，他們已經(jīng)制作出了與人體血管交織一起的組織。

材料科學(xué)家詹妮弗·劉易斯和她的研究組利用定制的四噴頭3-D打印機(jī)和能逐漸消失的墨水，制作了一借助3D打印人工血管或成真片組織，其包含皮質(zhì)細(xì)胞和與血管樣結(jié)構(gòu)交織的生物結(jié)構(gòu)材料。

高級材料研究組報告說，這是第一次用3-D打印機(jī)制作的組織，植入多功能的，復(fù)雜的細(xì)胞中具有潛在的血管功能。借助3D打印人工血管或成真近些年來，研究人員在實(shí)驗(yàn)室里在制作人體組織和類器官結(jié)構(gòu)方面取得了顯著進(jìn)步。細(xì)小的人造組織，比如通過病人自身細(xì)胞生長的氣管，已經(jīng)被用來治療病人（參見《正在制作的器官》）。在其他一些更借助3D打印人工血管或成真早的事例中，科學(xué)家們表示，特別的培養(yǎng)條件可以推動干細(xì)胞生長成自己的組織結(jié)構(gòu)，類似于發(fā)展中的大腦，一片肝臟或眼睛的一部分。（參見《研究者培育出3-D人類大腦》《基礎(chǔ)肝臟組織由干細(xì)胞培育出》和《生長的眼球借助3D打印人工血管或成真》）。但是不管建造結(jié)構(gòu)用什么方法，當(dāng)制作更厚的更復(fù)雜的組織時所有研究再生的項(xiàng)目都遭遇同樣的障礙：缺乏血管。

劉易斯的研究小組解決了這個問題，他們利用冷卻后液化的“墨水”在一借助3D打印人工血管或成真片具有打印出的細(xì)胞的網(wǎng)狀組織內(nèi)制作出內(nèi)空的管狀結(jié)構(gòu)。3-D打印機(jī)以膜的形式制作這種組織。一種以凝膠為基礎(chǔ)的墨水充當(dāng)細(xì)胞外的基質(zhì)——人體細(xì)胞周圍的蛋白質(zhì)和其他生物分子的結(jié)構(gòu)混合物。其他兩種墨水含有凝膠材借助3D打印人工血管或成真料和老鼠或者人類皮質(zhì)細(xì)胞。所有這些墨水都有足夠的黏性能夠在被打印機(jī)噴下后保持結(jié)構(gòu)不變。

第3種違反直覺行為的墨水幫助研究小組制作了空管。這種墨水在室溫下有果凍般的粘稠性，但借助3D打印人工血管或成真冷卻后它就液化。研究人員將這種油墨打印到其他油墨中形成路徑。當(dāng)這片組織冷卻后，研究人員用輕巧的真空泵吸掉這種特制墨水，在結(jié)構(gòu)內(nèi)留下通道。緊接著通常在人體內(nèi)形成血管層的細(xì)胞被灌入通道中。借助3D打印人工血管或成真為病人制作實(shí)際的替代組織和器官是遠(yuǎn)期目標(biāo)，但是這個目標(biāo)是研究小組已經(jīng)在考慮的?！拔覀冋J(rèn)為這是非常根本的一步，而且我們認(rèn)為這是向器官打印或者說器官再生邁出的重要一步，”劉易斯說。她是哈佛大借助3D打印人工血管或成真學(xué)懷斯生物啟發(fā)工程研究所的研究員。

打印出的最小通道直徑大約75微米，遠(yuǎn)大于布滿全身的起營養(yǎng)廢物交換作用的毛細(xì)血管。希望3-D打印機(jī)的方法會把血管的整體結(jié)構(gòu)安放在人造組織內(nèi)，借助3D打印人工血管或成真接著更小的血管會隨著其他組織一起發(fā)育。“我們認(rèn)為這個方法能打印出更大的血管，然后我們要利用生物學(xué)原理做余下的工作。”劉易斯說。

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