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研究人員嘗試3D打印模擬血管,用冰做模具

2024-02-11科技

IT之家 2 月 10 日訊息,眾所周知,器官移植手術的器官供給一直是全世界的難題。科學家們也在嘗試使用人造器官來幫助更多人,但一大挑戰是在人造器官中構建血管網絡,使其像天然器官那樣工作,包括從微小的毛細血管到較大的動脈。

新的研究表明,使用 3D 冰打印來建立類體內血管結構是存在可能性的。據 Phys.org 報道,卡內基梅隆大學 Philip LeDuc 和 Burak Ozdoganlar 實驗室的研究生 Feimo Yang 在本月的第 68 屆生物物理學會年會上展示了研究成果。

3D 冰打印一般是讓水流接觸到非常冷的表面,從而構建結構。Feimo Yang 表示:「我們的方法與其他類別 3D 打印的不同之處在於,在打印時不是讓水完全凍結,而是讓它在頂部保持液態。這種連續的過程,也就是我們所說的自由形式,可以幫助我們獲得‘非常光滑的結構’ ,而不是大多數 3D 打印產品的分層效果。」

IT之家從報道註意到,研究人員還使用了重水,這是一種氫原子被氘取代的水,這使水具有更高的凝固點,並有助於形成光滑的結構。

然後,研究人員將這些 3D 打印的冰模具嵌入明膠材料 GelMA 中。當暴露在紫外線下時,明膠會變硬,冰則會融化,從而留下逼真的血管通道 。

▲ 3D 打印的血管冰模具(圖左),一周後在模具上形成的血管樣結構細胞成像(圖右)

此外,研究人員成功證明他們可以將內皮細胞(如血管中的細胞)引入人造血管中。細胞在明膠上存活了長達兩周時間 。

Feimo Yang 指出,除了潛在的器官移植用途外,3D 打印血管還可用於測試藥物對血管的影響,還可以在打印血管塗上患者自己的細胞,從而在治療之前觀察細胞對藥物治療的反應。