研究

技术研究人员3D打印血管用于组织植入物的网络

2021年爱游戏备用网址3D打印行业大奖候选名单是开放投票的,现在有你的发言权。

一个科学家团队以色列理工学院(技术)使用3D打印来形成能够向植入组织供应血液的血管网络。

在Technion教授Shulamit Levenberg的带领下,研究人员3D打印了一个带有血管网络的组织瓣,据报道,该组织瓣首次包含大血管和小血管的功能组合。

在将组织移植到患处之前,先将组织移植到患者健康的肢体,使其能够被身体血管渗透,而这一进展有可能消除中间步骤。3D打印血管还可以为患者提供更个性化的服务,并有助于降低植入物排斥反应的风险。

3D打印血管网络

血管网络对于将氧气和营养物质运输到身体的组织和器官是至关重要的。移植的组织需要同样的血管支持才能被人体接受并成功地发挥功能。

由此支持欧洲研究委员会(ERC)根据欧盟的地平线2020研究和创新计划,Revenberg的干细胞和组织工程实验室的Ariel Alejandro Szklanny博士寻求为挖掘3D印刷的移植组织的分层血管网络。

他开始3D打印一种聚合物支架,模仿大血管的大小和形状。该支架以中空管的形式打印出来,中空管有侧面开口,允许更小的血管附着。与之前使用动物胶原蛋白形成支架的研究不同,Szklanny使用的是由以色列生物打印公司设计的人类胶原蛋白抱怨它是从烟草植物中提取的。

一旦创造了脚手架,组织就在用另一种基于胶原基的生物链接印刷并组装并组装在其周围的3D,以及在内部形成的微小血管网络。然后用内皮细胞覆盖大型血管支架,其构成体内的血管内层。

该结构被孵育了一周,在此期间,大型支架与周围组织中较小的生物打印血管建立了功能连接,模拟了人类血管网络的层次结构。

制造和植入可灌注血管化组织。图像通过先进的材料。
制造和植入可灌注血管化组织。图像通过先进的材料。

改善组织移植

为了测试3D印刷血管网络的功能能力,技术团队将组织结构移植到大鼠中,将其连接到动物的股动脉。血液能够通过血管网络成功地流过移植的组织,而不会经历泄漏。

据Technion团队称,这项研究是迈向个性化药物的“重要一步”,并证明了3D生物打印的可行性。该技术能够将所需大小和形状的大血管3D打印出来,并与需要植入的组织组装在一起。

值得注意的是,如果能够将组织植入自身的血管网络,那么就不需要先将组织植入身体健康的部位,这样组织就可以被身体自身的血管渗透,然后再移植到受影响的部位。这种组织可以用病人自己的细胞形成,这一事实也可以大大减少,甚至消除身体排斥植入物的风险。

前进,技术团队将继续评估其方法的可扩展性和可通用性,通过调整3D印刷的血管网络植入较大的动物,例如猪。该团队认为他们的技术可以在完全实验室生长的患者特异性组织中巩固一种适合移植的新途径。

有关这项研究的进一步信息可参阅题为:“3D生物制版与分层血管网络(船只)进行直接宿主灌注,”发表在《先进材料》杂志上。该研究由A. Szklanny, M. Machour, I. Redenski, V. Chochola, I. Goldfracht, B. Kaplan, M. Epshtein, H. Yameen, U. Merdler, A. Feinberg, D. Seliktar, N. Korin, J. Jaroš和S. Levenberg共同撰写。

冠状血管支架的制造和3D打印周围水凝胶结构的集成。图像通过先进的材料。
冠状血管支架的制造和3D打印周围水凝胶结构的集成。图像通过先进的材料。

血管3D印刷

在过去,增材制造技术已经被用于创建血管模拟结构,研究人员寻求为药物开发提供替代方法,消除了人类和动物试验疾病的治疗

回到2018年,研究人员来自铜博尔德开发了一种3D打印方法,使用可控氧抑制来模拟血管的结构和几何形状.这项研究的目的是创建可以定制的微观结构,用于疾病建模。

大约在同一时间,来自加州大学圣地亚哥分校开发了一种3D生物打印方法来生产栩栩如生的器官组织模型包含血管网络。这些网络能够使乳腺癌肿瘤在体外存活,并形成一个血管化的人体肠道模型。

最近,研究人员使用改良的3D细胞打印技术来制造仿生血管已成功植入生活大鼠,以及一支球队德克萨斯州A&M大学3D生物打印了一种新型纳米工程水凝胶生物墨水制成的高度逼真的血管模型。这种水凝胶非常接近真实血细胞的自然血管功能和疾病反应,并可能为心血管药物开发进展

订阅爱游戏备用网址3D印刷行业通讯ayx体育彩票查看增材制造的最新消息。你也可以通过关注我们来保持联系推特并喜欢我们Facebook。

正在寻找增材制造的职业生涯?访问3D打印工作在行业中选择角色。

订阅我们的YouTube频道最新的3D打印视频短片,评论和网络研讨会回放。

特色的图像显示C冠状动脉血管支架的制造和3D打印周围水凝胶结构的集成。图像通过先进的材料。