突破性研究:3D打印可引导细胞生长的血管支架

打印派   2025-12-12 09:23:58

伍斯特理工学院(WPI)的丁永辉与西北大学合作团队在《先进医疗材料》期刊发表最新研究,宣布开发出利用可生物降解"墨水"与光固化技术的快速3D打印工艺,能够制造带有沟槽和通道结构的管状可植入支架。这些特殊纹理为细胞在植入体表面迁移并有序排列创造了路径,是实现心脏血管再生的关键步骤。

"这项研究的目标是再生动脉,而非简单替换,"丁永辉解释说,"为实现这一目标,必须开发能临时提供组织生长支架结构、同时促使新细胞生长为健康功能性血管的移植物。"

该研究旨在改善心脏病的手术治疗方案。心脏病发作的主要原因是心脏供血血管堵塞,目前常见的冠状动脉搭桥手术需通过移植静脉或合成管道来重建血液循环。为优化移植效果,研究团队聚焦于构建更优质的临时移植支架,其核心突破在于名为MµCLIP的多尺度微观3D打印新技术。

借助丁永辉实验室自主研发的专业3D打印机,研究人员将液态聚合物逐层沉积在平板基底上,精密构建出管状结构,并在成型过程中运用紫外线投影技术塑造表面图案。以柠檬酸盐为基础的聚合物经固化后形成柔性可降解材料,其表面纹路为血管内常见的内皮细胞和平滑肌细胞提供了迁移通道与排列导向。

在对比实验中,研究人员发现内皮细胞在纹理化支架上的迁移速度与排列有序度显著优于光滑表面。这项研究体现了丁永辉团队在血管与肌肉骨骼组织再生等生物材料支架设计与制造领域的专注探索。在担任西北大学助理研究教授后,他于2023年加入伍斯特理工学院任教。

"我对那些既能突破科学边界又切实改善人类健康的转化研究充满热情,"丁永辉表示,"全球众多患者需要接受搭桥手术,我们的研究成果有望开发出更优质的移植物,为患者带来更好的健康预后。"


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