供稿人:周李念 王玲 發(fā)布日期：2018-07-08
人造血管又稱為人工血管，當人體某部位的血管由于血管疾病，如動脈硬化、栓塞或破損等原因，不能保證人體正常供血時，就需要對血管進行置換、搭橋或介入等外科手術(shù)進行治療。就目前而言，所用的移植血管多是取自患者自身，盡管有諸多優(yōu)點，但人體自身的血管是有限的，可切除血管很少，且容易造成較大創(chuàng)傷，滿足使用要求的人造血管的研制，是一個亟待解決的難題。
近年來，隨著組織工程的快速發(fā)展，人造血管的研究也取得了長足的進展，而3D打印技術(shù)在該領(lǐng)域的應(yīng)用，人造血管又向前邁進了一大步。
韓國浦項科技大學Ge Gao等人，基于3D打印技術(shù)，研制了新型生物墨水，并采用同軸噴頭，成功打印出人造血管，并具有血管的各項功能。
其具體方法分為以下步驟：
首先，配置專用的生物墨水，具體過程如圖1所示。取豬血管組織，去除其中細胞，獲得去細胞外基質(zhì)，并和海藻酸鈉溶液混合，獲得所用打印材料，隨后在其中加入適量阿托伐他?。ń笛帲?，并混入小鼠內(nèi)皮細胞，最終獲得該專用生物墨水，以待打印。
圖1.人造血管專用生物墨水配置過程
隨后用配置好的生物墨水進行打印，如圖2所示。打印噴頭選擇同軸噴頭，即將兩個直徑不同的噴頭嵌套在一起，向嵌套于外部直徑較大噴頭內(nèi)通入專用生物墨水，與此同時，向嵌套于內(nèi)部直徑較小的噴頭內(nèi)通入混有氯化鈣的普郎尼克F127溶液，該溶液與生物墨水在噴嘴處直接接觸后，鈣離子與生物墨水中海藻酸鈉溶液發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，使之迅速成膠，從而得到中空管結(jié)構(gòu)，將打印所得的該中空管在37℃、5%二氧化碳濃度下培養(yǎng)，即可得到所需人造血管。
經(jīng)培養(yǎng)觀察，內(nèi)皮細胞生長良好并實現(xiàn)分化，最終成功形成血管組織（如圖3）。
該研究成功實現(xiàn)了3D打印人造血管，如果后續(xù)動物實驗?zāi)酥寥梭w試驗?zāi)軌蝌炞C這一成果的安全性和可靠性，這必將為現(xiàn)今血管疾病治療提供一種全新的途徑，從而造福越來越多的血管疾病患者。
圖2.人造血管打印及培養(yǎng)過程
圖3.血管組織形成