ArtiVasc 3D是由歐盟支持的一個研究項目，該項目的目的就是要推出一種微型和納米級制造技術(shù)，以打造出帶血管的人造組織。這意味著使用營養(yǎng)物質(zhì)與具有新陳代謝能力的組織和通過ArtiVasc 3D的技術(shù)制造的“生物人造帶血管皮膚”一起有可能成為首個能夠創(chuàng)建出替代組織供人類使用的系統(tǒng)。

在該項目中，有一支由生物材料開發(fā)、血管生成、組織工程、細胞—基質(zhì)相互作用和快速制造等領(lǐng)域?qū)＜医M成的多學科研究團隊正共同工作，通過完全自動化、標準化的制造方法來創(chuàng)建出可以用作移植材料的組織，該組織可以用于人類的創(chuàng)傷治療。該研究團隊還表示，他們正在開發(fā)的組織相當于一種體外皮膚，非常適合用于化妝品、藥品和化學物質(zhì)行業(yè)的檢測。

目前，該項目的工作重點是創(chuàng)造出一個人造的、三層“灌注皮膚模型（perfused skin model）”

在弗勞恩霍夫激光技術(shù)研究所（ILT）的領(lǐng)導下，該研發(fā)團隊已經(jīng)開發(fā)出了一種3D打印工藝，可以用于制造人造血管。而這一成果使得該團隊找到了一種培養(yǎng)全層皮膚模型的方法——這種方法可以獲得更大的層厚度。

血管是整個技術(shù)的關(guān)鍵，這也是在軟組織開發(fā)過程中最具挑戰(zhàn)性的問題之一。它需要有一種方法來向諸如人造皮膚這樣的多層組織里的細胞供給營養(yǎng)。只有這樣，它才有可能生成上層皮膚——表皮和真皮。目前科學家們在人體以外獲得的這種多層組織厚度僅有200微米，但是一個完整的皮膚系統(tǒng)包括皮下組織，其厚度可以達到幾毫米。

ArtiVasc 3D說，他們的目標是“通過人造血管的開發(fā)使得在體外培養(yǎng)復雜的多的組織成為可能。”

為了做到這一點，ILT的科學家們說，他們已經(jīng)將噴墨技術(shù)與光固化技術(shù)結(jié)合了起來。通過這些方法，他們已經(jīng)以很高的分辨率構(gòu)建出一種多孔的毛細血管，其層厚度僅有20微米。同時，利用數(shù)學模擬，他們還開發(fā)出了構(gòu)建這些分支結(jié)構(gòu)所需要的數(shù)據(jù)。這意味著該結(jié)構(gòu)將可實現(xiàn)血液的均勻供應。

為此，科學家們還專門開發(fā)出了一種丙烯酸酯基的合成聚合物，這樣就可以制造出孔徑在幾百微米范圍內(nèi)的優(yōu)化血管。與常規(guī)方法相比，ArtiVasc 3D的方法首次在這一尺度水平獲得了毛細和具有生物相容性的血管。

“我們已經(jīng)開發(fā)出一套“工具箱”，對應各種不同的材料、形狀和尺寸都有相應的解決辦法。您可以把它看成一個完全自動化生產(chǎn)人造血管的過程鏈的前身。”科學家們在其總結(jié)報告中說，“該項目的另一個亮點是在一種新型的生物反應器中成功地實現(xiàn)了脂肪組織的增生。我們將脂肪組織與現(xiàn)有的皮膚模型相結(jié)合，可以制造出厚度達12毫米的全層皮膚模型。”

ArtiVasc 3D團隊表示，這個項目將為未來3D組織工程學更加大膽的壯舉奠定基礎(chǔ)，比如更大的組織結(jié)構(gòu)、甚至是整個器官的構(gòu)造。