Nature重磅文章——3D打印血管网络并促进毛细血管再生

Nature重磅文章——3D打印血管网络并促进毛细血管再生
2018年03月05日 13:53 祝霍_ulm

今天向大家介绍一篇来自自然材料杂志(Nature Materials)的一篇通讯文章——可灌注血管网络(Perfusable vascular networks),通讯文章的作者是来自密苏里大学的Gabor Forgacs,原文作者是宾夕法尼亚大学生物工程系的Jordan S. Miller教授,原文标题是Rapid casting of patterned vascular networks for perfusable engineered three-dimensional tissues,介绍了一种使用糖玻璃(carbohydrate glass)作为牺牲模板(sacrificial template)来制造血管网络的方法,血管网络的制造使得制造出的类器官能够长期在体外与体内长期存活,科技千里眼后续会对该文进行详细解析,有兴趣读者也可下载阅读。

长久以来,组织工程和再生医学致力于制造具有功能性的可移植组织,如膀胱、气管、血管、角膜,这些都是所谓有薄组织(thin),因此不需要营养物质与氧气的供给。而突破血管网络的制造,才是制造出厚组织(thick tissue)的关键。

具体制造方法:

  1. 采用一种糖玻璃材料(葡萄糖、蔗糖、葡聚糖混合物)进行3D打印,制造出三维的网络框架;

  2. 将网络框架放入细胞外基质(ECM)中,对ECM进行胶联并同时溶解了糖玻璃框架;

  3. 使用含有内皮细胞的溶液进行灌注,内皮细胞就会依附在管道内壁上,进而形成血管网络。

制造步骤图示

毛细血管之间的平均距离是200~300微米,这也就意味着血管网络的构建密度理论上是非常高的,本文没有达到这样的精度,然而血液可以通过扩散(diffusion)供给到所有的细胞;另外,文章证实了内皮细胞的管道还可以生长出新的管道,并且能够侵入到周围的组织中,这实在是了不起的成就。

血管网络于本文构建的网络的比较

科技千里眼评论

实际上,使用糖玻璃构建血管网络的方法,早在2009年就有文章发表(Bellan,L.M.Soft Matter 5,1354-1357(2009)),然而Miller所做的是将该方法借助于3D打印的方式更精准地应用并推进了,而正是由于3D打印的精准性,使得Miller发现了血管再生的现象,让我们对血管网络及类器官的构建看到了希望。

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