3D打印在心血管构建方面的应用解析

lydiazhang   2017-11-09 15:50:05

3D打印技术已完成了在组织工程心肌、心脏瓣膜、大血管及血管网构建上的探索阶段,尤其在打印方法的多样化及生物活性原材料的选取上具有重要的突破。3D生物打印通过使用一种可自定义的3D打印硅胶模具来容纳和扶持打印的组织结构。在这种模具里,研究人员首先打印出血管管路网格,然后再在上面打印含有活体干细胞的油墨。

在这个基础性血管网格内部的交叉路口,研究人员会打印血管立柱,这些血管网格相互连接,就在整个干细胞堆积的组织内部形成了一个无所不在的微血管网络。在打印之后,一种由成纤维细胞和细胞外基质组成的液体会填进3D打印组织周围的开放区域,交联其整个结构。最终产生的软组织充满了血管,然后研究人员通过该硅胶模具两端的出入口可以向该组织灌注营养物质,以保证细胞存活。而无所不在的血管系统则通过将细胞生长因子运送至整个组织的所有地方来促进干细胞的分化。

目前,组织工程心脏瓣膜、工程大血管打印由于对原材料的要求不高,发展较为迅速和成熟,逐渐应用于临床;组织工程心肌以及血管网的打印相辅相成,对材料及打印方法的选择较为苛刻,在兼顾生物活性的同时要保证组织生理功能的实现,还有很多的技术难题需要攻克。 

3D打印技术以其耗时短、耗材量低、按需定制、可个体化制造精准复杂的产品等优点,在一定程度上解决了目前器官供体短缺、器官免疫排斥、生物组织工程难以仿生等重要问题。未来3D技术的发展将会攻克现有的难题,更加广泛地应用于临床疾病的诊疗中。

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