3D糖造血管網(wǎng)絡(luò)打印成功
一個(gè)由麻省理工學(xué)院和賓夕凡尼亞大學(xué)組成的研究團(tuán)隊(duì)使用以糖為原料立體打印出血管網(wǎng)絡(luò)。這個(gè)研究團(tuán)隊(duì)的目的是要做出人工器官,移植到供實(shí)驗(yàn)室研究所使用的動(dòng)物身體里。
隨著生物醫(yī)療技術(shù)的飛速發(fā)展,科學(xué)家們已經(jīng)成功制造出了人造腸道和人造氣管等小型人體器官。但人類尚未成功做出大型人造器官,其主要原因是缺乏制造微細(xì)血管的相應(yīng)技術(shù),進(jìn)而不能給大型人造器官輸送必要的養(yǎng)料,也就不能維持其正常存活和運(yùn)行。 科學(xué)家花了很長(zhǎng)一段時(shí)間研究如何用立體打印機(jī)打印細(xì)胞和血管,他們嘗試將人工細(xì)胞一層層壘起來(lái)建立組織。但那些人造細(xì)胞常在組織成形前就夭折了。
《自然材料》(Nature Materials)雜志報(bào)道,來(lái)自賓夕凡尼亞大學(xué)細(xì)胞力學(xué)實(shí)驗(yàn)的喬丹.米勒(Jordan Miller)博士說(shuō):「要建造人造組織,最大的挑戰(zhàn)是如何保持那些組織細(xì)胞的活性,因?yàn)楫?dāng)你將很多細(xì)胞放在一起時(shí),它們只能從鄰近的細(xì)胞吸收營(yíng)養(yǎng)和氧氣,很容易窒息而死,而人體的心血管系統(tǒng)(即血管)借助于天然的細(xì)胞和組織解決了這一問(wèn)題?!?/p>
為了攻克這個(gè)難關(guān),一批來(lái)自賓夕凡尼亞大學(xué)以及麻省理工學(xué)院的科學(xué)家,決定建造一個(gè)人工血管系統(tǒng)。 來(lái)自麻省理工的撒吉塔.巴蒂亞(Sangeeta Bhatia)教授是米勒的同事,她說(shuō)這種技術(shù)好比先用蠟塑造出花瓶的形狀,然后用融化的金屬包裹并融化蠟。不過(guò)在實(shí)驗(yàn)室里,科學(xué)家用糖替代了蠟。
研究者先打印出血管網(wǎng)絡(luò),再在這個(gè)糖框架上裹一層細(xì)胞,當(dāng)組織被植入后,里面的血管將為它提供養(yǎng)料。最終,一旦血管和組織成形,他們就用水將糖支架溶解掉。
巴蒂亞教授說(shuō):「到目前為止,制造足夠大的器官還是很困難的。這限制了人造器官的功效。如果植入組織的厚度超過(guò)了一毫米而其中又沒(méi)有血管,我們就不能夠保證它能正常工作。為此,我們用糖打印出一個(gè)可以使血管按照理想的方向生長(zhǎng)的網(wǎng)絡(luò),最終它們會(huì)生長(zhǎng)成組織里的血管網(wǎng)絡(luò)?!?/p>
盡管研究還沒(méi)有進(jìn)展到植入階段,但研究者希望建立更厚的組織,它可以從血管網(wǎng)絡(luò)獲取養(yǎng)料。如果他們成功了,就有可能制造完整器官。