在過去十年,醫(yī)學(xué)科學(xué)領(lǐng)域一直在以驚人的速度推進(jìn),這部分得益于一些科技手段的進(jìn)步,其中一個就是最近飽受關(guān)注的使用生物材料進(jìn)行3D打印的技術(shù),被稱為3D生物打?。?D bioprinting)。3D生物打印技術(shù)自出現(xiàn)起,就成為醫(yī)學(xué)科學(xué)家們解決科研問題的一個非常受歡迎的工具。
這其中就包括人造血管的問題,迄今為止,醫(yī)學(xué)研究人員一直沒有辦法從無到有的制造人體血管。如果這個實現(xiàn)的話,可以解決醫(yī)學(xué)上的許多問題。血管對人體極為重要,因為它們能為人體器官傳送營養(yǎng)物質(zhì),以及移除人體組織產(chǎn)生的廢物。如何人工制造一個能夠遍布全身的血管網(wǎng)絡(luò),一直是很多科學(xué)家多年孜孜以求的目標(biāo)。
現(xiàn)在有好消息傳來了,近日美國波士頓Brigham女子醫(yī)院(Brigham and Women’s Hospital ,BWH)的研究人員可能已經(jīng)找到了一個解決方案。利用3D打印技術(shù)-尤其是3D生物打印技術(shù),他們能夠有效地制造出瓊脂糖纖維模板以作為制造真正血管的模具。瓊脂糖是一種天然衍生的糖基分子。
科學(xué)家在這個模具上再覆蓋上水凝膠物質(zhì),然后使用光學(xué)橫向連接技術(shù)(photo-cross-links)對其進(jìn)行強(qiáng)化,這一過程通常要用到紫外線。
“我們的技術(shù)同樣是使用3D打印技術(shù)使瓊脂糖纖維成為血管通道,但該技術(shù)的獨(dú)特之處在于,我們打印出來的纖維模板強(qiáng)度更高。這樣我們能夠?qū)⑵渲苯右浦驳饺梭w內(nèi)作為血液通道。”BWH生物材料創(chuàng)新研究中心主任Ali Khademhosseini博士說。“這種方法能夠防止纖維模板層被溶解,這樣的話對被凝膠包圍的生長細(xì)胞是不利的。”
據(jù)了解, Khademhosseini和他的團(tuán)隊能夠使用這種技術(shù)構(gòu)建各種形式的微通道網(wǎng)絡(luò),而且能將其植入常見的水凝膠,例如不同濃度的甲基丙烯酸酯化(methacrylated)明膠或以聚(乙二醇)為基礎(chǔ)的水凝膠。
甲基丙烯酸酯化的明膠可裝載細(xì)胞,尤其有助于發(fā)展血管網(wǎng)絡(luò)的物質(zhì)傳送能力、細(xì)胞活力和細(xì)胞分化能量。此外,它還能成功形成人造血管內(nèi)部的單層內(nèi)皮細(xì)胞。
“在未來,3D打印技術(shù)可以用于開發(fā)定制每個病人需要移植的組織或可用于安全高效的藥物開發(fā)。”Khademhosseini說。
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