血管植入本不是一項(xiàng)太難的手術(shù)，然而對(duì)于兒童而言，隨著不斷長(zhǎng)大，人造血管卻還是保持著原來(lái)的大小。目前，3D打印人造組織甚至器官，并進(jìn)行移植的手術(shù)也已經(jīng)逐步運(yùn)用于人體實(shí)驗(yàn)中，比如在2014年的時(shí)候，德國(guó)Fraunhofer機(jī)構(gòu)就曾以3D噴墨法加激光處理成功制造出人造血管。
不過(guò)，3D打印器官還面臨一個(gè)重要的難題是，現(xiàn)在大多數(shù)組織或器官是通過(guò)“細(xì)胞+粘合劑”混合打印的，但現(xiàn)在無(wú)法長(zhǎng)時(shí)間粘合在一起，且它是否能在人體內(nèi)順利發(fā)揮功效，還有待考量。而血管和器官組織相比，體積細(xì)微且長(zhǎng)，呈中空狀，還需要承擔(dān)運(yùn)輸營(yíng)養(yǎng)及血液的重任，因此打印難度更是加大了不少。
由于材料無(wú)法隨著人體的生長(zhǎng)而變化，患有先天性心臟疾病的兒童們?nèi)绻鲞^(guò)類似的植入手術(shù)，就得在成長(zhǎng)期間再進(jìn)行五到七次手術(shù)，以確保血管連接正常。這樣一來(lái)不僅花費(fèi)巨大，而且也需要進(jìn)行定時(shí)復(fù)診，多有不便。
近日，明尼蘇達(dá)大學(xué)成功研發(fā)了能自己生長(zhǎng)的血管，并在小羊身上成功試驗(yàn)。這項(xiàng)研究成果發(fā)布于今年 9月的《Nature Communications》雜志上。生物工程學(xué)博士Robert Tranquillo 表示，“這或?qū)⑹轻t(yī)學(xué)界首次擁有一種在植入人體后還能自行生長(zhǎng)的材料。在未來(lái)，有心臟疾病的兒童就能以一次性手術(shù)代替多次血管植入手術(shù)了。”
根據(jù)研究說(shuō)明，研究人員先把羊皮細(xì)胞放在一條特殊的管子上，并將營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)輸送到管子附近，使細(xì)胞能汲取養(yǎng)分生長(zhǎng)。有了管子的附著，細(xì)胞便形成了一定的形狀，其中的蛋白質(zhì)便會(huì)沉淀在細(xì)胞周圍。
隨后，研究人員會(huì)把細(xì)胞去除，留下的便是蛋白質(zhì)支架，也就是準(zhǔn)備植入小羊體內(nèi)的“血管”。而研究人員先將三只五周大的小羊心臟到肺部的血管切除，然后將這些人造血管植入。結(jié)果顯示，這些蛋白質(zhì)支架會(huì)慢慢被小羊的細(xì)胞包裹，并逐漸融為一體，隨著小羊的成長(zhǎng)而長(zhǎng)大。在實(shí)時(shí)跟蹤的過(guò)程中，小羊一直保持健康狀態(tài)。當(dāng)小羊一周歲時(shí)，體積已經(jīng)比手術(shù)時(shí)長(zhǎng)大了4-5倍。
研究人員將這些人造血管再次從小羊體內(nèi)取出時(shí)，發(fā)現(xiàn)它們的長(zhǎng)度和寬度的確長(zhǎng)大了50%，而功能與正常血管無(wú)異。這一成功實(shí)驗(yàn)無(wú)疑可以有利于生物研究在人造血管領(lǐng)域的發(fā)展，同時(shí)也能幫助更多的兒童免受手術(shù)之苦。而對(duì)于生物3D打印市場(chǎng)而言，或許也是機(jī)會(huì)所在。
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