哈佛大学最新的医学创新是3D血液打印……

2024 年 3D 打印行业奖提名 现已开放。告诉我们谁领先。

哈佛大学维斯生物工程研究所和约翰·A·保尔森工程与应用科学学院 (SEAS) 的研究人员开发了一种 3D 打印血管网络的新方法，可以推动器官移植领域的发展。

这项新技术专注于在体外创造功能性人体器官，其设计模仿了天然血管的结构。这种称为同轴 SWIFT (co-SWIFT) 的新方法是从以前称为功能组织牺牲写入的方法发展而来的，它允许创建嵌入人体心脏组织中的互连血管网络，从而提高了生产可植入人体心脏的可行性。器官。

这项研究发表在《先进材料》杂志上，得到了万尼瓦尔·布什教员奖学金和国家科学基金会的资助，以及包括凯瑟琳娜·克罗尔、亚历山大·安斯考、丹尼尔·雷诺兹、亚历山大·埃拉明、本·菲希坦古特在内的研究团队的贡献和塞巴斯蒂安·乌泽尔作为合著者。

“说在体外创造功能性活体人体组织是一项艰巨的任务是轻描淡写的。我为这个团队所表现出的决心和创造力感到自豪，他们证明了他们确实可以在活的、跳动的人类心脏组织中创造出更好的血管。我期待他们在将实验室培养的组织当天植入患者方面继续取得成功。”Wyss 创始人 Donald Ingber 博士说道。

3D打印仿生血管

对于这种方法，该团队使用了专为 3D 打印而设计的核壳喷嘴，该喷嘴可以在中空核心周围创建具有平滑肌细胞和内皮细胞外壳的血管，流体可以通过该核心流动。

该团队的过程涉及两种独特的“墨水”来创建血管：用于构建血管壁的胶原蛋白壳墨水和用于形成空心中心的明胶核墨水。通过调整打印速度和墨水消耗，研究人员调整了容器的尺寸。打印完成后，这些结构要么嵌入水凝胶基质中，要么嵌入一种名为 uPOROS 的新型多孔胶原材料中，该材料复制了肌肉组织的特性。

然后，研究小组加热基质，导致胶原蛋白交联，明胶核心溶解，留下可渗透的脉管系统。研究人员表示，这一步骤对于开放和功能性血管的形成至关重要。

为了提高打印血管的仿生质量，该团队将平滑肌细胞纳入鞘墨水中。去除明胶核心后，研究小组灌注内皮细胞以形成血管内层。随后的测试证实，这些细胞仍然具有活力和功能，与缺乏内皮衬里的细胞相比，血管通透性显着降低。

一旦整合到致密的心肌细胞基质中，血管结构在灌注模拟血液的液体时开始同步跳动，证明这些 3D 打印组织作为健康且有功能的心脏组织的功能。此外，这些组织对影响心率的药物有正确的反应，展示了它们在药物测试和疾病建模中的潜力。

这项研究推动了器官移植的发展，并展示了患者特异性组织的创建，如患者冠状动脉的打印模型所示。这项技术的未来计划包括开发毛细血管网络以增强实验室培养组织的功能，从而更接近复制人类血管完整结构的目标。

告诉我们您对这则 3D 打印新闻的看法。​​一定要点击“提交”！

血管3D打印的先前进展

血管网络的 3D 打印是一项持续的努力。早在 2021 年，以色列理工学院 (Technion) 的科学家就使用 3D 打印技术创建了一个由大小血管组成的功能网络，能够为植入的组织供血。

这项研究由 Shulamit Levenberg 教授领导，旨在通过使用患者特异性组织来绕过移植前步骤并降低植入失败的风险。在对大鼠的脉管系统进行测试后，研究小组计划将该技术应用于更大的动物，转向适合移植的实验室培养组织。

几年前，加州大学的研究人员开发了一种利用水凝胶和内皮细胞 3D 打印功能性血管的方法。在陈少辰教授的带领下，研究小组成功地将这些打印的血管整合到小鼠的循环系统中，并与现有的血管融合。

研究小组表示，虽然血管循环血液，但它们无法运输营养物质和废物。这项研究旨在克服器官移植的一个关键障碍，未来的工作重点是患者特异性组织和潜在的临床试验。

什么 3D打印趋势 行业领导者对今年有何期望？

什么是 3D打印的未来 能否生存下一个10年？

要了解 3D 打印行业的最新消息，请务必订阅 3D打印行业通讯 或关注我们 叽叽喳喳或订阅我们的页面 Facebook。

既然您在这里，为什么不订阅我们的时事通讯呢？ YouTube 一个以讨论、报告、短视频和网络研讨会录音为特色的频道。

主图显示了原始的 SWIFT 方法（左），该方法通过活体 OBB（绿色）打印中空通道，但没有可以在液体流动时容纳液体的结构。 Co-SWIFT（右）在通道周围创建一个充满细胞的血管（红色），该通道将血流与组织隔离并提高细胞活力。图片由哈佛大学维斯研究所提供。