一種能夠?yàn)槿魏?D打印器官快速設(shè)計(jì)血管網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算模型，可能讓我們離無需供體即可移植人工肝臟、腎臟或心臟的目標(biāo)更近一步。相關(guān)論文近日發(fā)表于《科學(xué)》。
器官衰竭患者通常需要器官移植，但全球僅有10%的移植需求得到了滿足。為填補(bǔ)這一缺口，科學(xué)家正在實(shí)驗(yàn)室中研發(fā)3D打印器官的方法。但這些器官需要血管網(wǎng)絡(luò)維持生命，而現(xiàn)有的血管網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方法需耗時(shí)數(shù)天甚至數(shù)周。
為解決這一問題，美國斯坦福大學(xué)的Alison Marsden團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了一種計(jì)算模型，可基于描述血管如何分支為更小血管的數(shù)學(xué)定律，為任意器官設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)。
研究人員利用模型，為一個(gè)由腎細(xì)胞3D打印而成的1厘米寬環(huán)形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了由25條血管組成的網(wǎng)絡(luò)，整個(gè)過程僅用了幾分鐘。
隨后，研究團(tuán)隊(duì)使用冷明膠顆粒將血管網(wǎng)絡(luò)打印到環(huán)形結(jié)構(gòu)中，再加熱至37℃使明膠熔化，留下一個(gè)模擬血管1毫米寬的空心通道。研究人員持續(xù)向通道中泵入含氧氣和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的液體，以模擬正常血流。
一周后，與同樣沐浴在血液樣液體中且沒有植入血管的相同腎細(xì)胞環(huán)相比，該環(huán)形結(jié)構(gòu)的活細(xì)胞數(shù)量增加了約400 倍。
“我們能讓靠近血管的細(xì)胞存活。”Marsden說，但距離較遠(yuǎn)的細(xì)胞會(huì)死亡，因?yàn)槟壳吧袩o法打印向這些區(qū)域輸送營(yíng)養(yǎng)的更細(xì)小、分支更多的血管。該團(tuán)隊(duì)正在探索解決這一問題的方法。
“他們無疑在突破可能性的邊界。”法國巴黎-薩克雷大學(xué)的Hugues Talbot說。這種方法或許有朝一日能讓科學(xué)家在數(shù)小時(shí)內(nèi)完成全尺寸器官的血管網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，而非數(shù)天或數(shù)周。“以這種方法設(shè)計(jì)的血管網(wǎng)絡(luò)，未來可能用于替代或至少補(bǔ)充在實(shí)驗(yàn)室培育的器官。”
研究人員首先需要開發(fā)將這些血管網(wǎng)絡(luò)打印到大型器官中的方法。Marsden表示，如果進(jìn)展順利，他們希望5年內(nèi)在豬身上測(cè)試3D打印器官。
一種能夠?yàn)槿魏?D打印器官快速設(shè)計(jì)血管網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算模型，可能讓我們離無需供體即可移植人工肝臟、腎臟或心臟的目標(biāo)更近一步。相關(guān)論文近日發(fā)表于《科學(xué)》。
器官衰竭患者通常需要器官移植，但全球僅有10%的移植需求得到了滿足。為填補(bǔ)這一缺口，科學(xué)家正在實(shí)驗(yàn)室中研發(fā)3D打印器官的方法。但這些器官需要血管網(wǎng)絡(luò)維持生命，而現(xiàn)有的血管網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方法需耗時(shí)數(shù)天甚至數(shù)周。
為解決這一問題，美國斯坦福大學(xué)的Alison Marsden團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了一種計(jì)算模型，可基于描述血管如何分支為更小血管的數(shù)學(xué)定律，為任意器官設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)。
研究人員利用模型，為一個(gè)由腎細(xì)胞3D打印而成的1厘米寬環(huán)形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了由25條血管組成的網(wǎng)絡(luò)，整個(gè)過程僅用了幾分鐘。
隨后，研究團(tuán)隊(duì)使用冷明膠顆粒將血管網(wǎng)絡(luò)打印到環(huán)形結(jié)構(gòu)中，再加熱至37℃使明膠熔化，留下一個(gè)模擬血管1毫米寬的空心通道。研究人員持續(xù)向通道中泵入含氧氣和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的液體，以模擬正常血流。
一周后，與同樣沐浴在血液樣液體中且沒有植入血管的相同腎細(xì)胞環(huán)相比，該環(huán)形結(jié)構(gòu)的活細(xì)胞數(shù)量增加了約400 倍。
“我們能讓靠近血管的細(xì)胞存活。”Marsden說，但距離較遠(yuǎn)的細(xì)胞會(huì)死亡，因?yàn)槟壳吧袩o法打印向這些區(qū)域輸送營(yíng)養(yǎng)的更細(xì)小、分支更多的血管。該團(tuán)隊(duì)正在探索解決這一問題的方法。
“他們無疑在突破可能性的邊界。”法國巴黎-薩克雷大學(xué)的Hugues Talbot說。這種方法或許有朝一日能讓科學(xué)家在數(shù)小時(shí)內(nèi)完成全尺寸器官的血管網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，而非數(shù)天或數(shù)周。“以這種方法設(shè)計(jì)的血管網(wǎng)絡(luò)，未來可能用于替代或至少補(bǔ)充在實(shí)驗(yàn)室培育的器官。”
研究人員首先需要開發(fā)將這些血管網(wǎng)絡(luò)打印到大型器官中的方法。Marsden表示，如果進(jìn)展順利，他們希望5年內(nèi)在豬身上測(cè)試3D打印器官。
本文鏈接：http://www.lbgj202.com/v-146-2456.html科學(xué)家成功為人工器官3D打印血管網(wǎng)絡(luò)
相關(guān)文章：
早安共勉句子朋友圈01-13
簡(jiǎn)潔的早安朋友圈問候語45條10-19
2025年公務(wù)員試用期工作總結(jié)1000字(21篇)01-10
裝配工作出錯(cuò)的檢討書12-23
辱罵老師的檢討書11-09
端午節(jié)假期放假通知05-23
世界地球日保護(hù)地球演講稿04-15
假期敘事作文06-23
許巍經(jīng)典歌詞整理01-12
山羊的作文10-26
六一文藝演出優(yōu)秀作文09-28
文科單招可以學(xué)牙醫(yī)嗎01-09
青海2024年證券從業(yè)資格考試成績(jī)查詢?nèi)肟谝验_通12-12
期末復(fù)習(xí)計(jì)劃01-12