數(shù)十年來，克服3D打印血管的復雜性一直是組織工程中的關(guān)鍵挑戰(zhàn)，因為只有少數(shù)3D打印研究已接近模擬生成血管所需的體內(nèi)條件。Miller過去曾描述過糖如何與人體生物相容，構(gòu)造堅固且總體而言是一種可以以血管網(wǎng)絡形狀3D打印的好材料，賴斯米勒生物工程實驗室的研究人員優(yōu)先考慮的是生成新的3D打印工藝和用于血管化的生物材料。

1、3D打印能打印血管嗎？

賴斯大學的研究人員發(fā)現(xiàn)了一種可以產(chǎn)生血管網(wǎng)絡的方法，該網(wǎng)絡是人體最復雜的結(jié)構(gòu)之一。使用糖粉和選擇性激光燒結(jié)，研究人員能夠從復雜的分支和復雜的糖網(wǎng)絡中構(gòu)建大型結(jié)構(gòu)，這些網(wǎng)絡溶解的為實驗室生長的組織中血液創(chuàng)造了通途，這是該團隊為工程組織構(gòu)建復雜的血管網(wǎng)絡的最新成果，以證明它們可以使密集包裝的細胞存活兩周。

他們的科學研究結(jié)果發(fā)布在《自然生物醫(yī)學工程》雜志期刊上，證實了開發(fā)新技術(shù)和材料來模仿和概括復雜的血管分層網(wǎng)絡，使他們可以有足夠數(shù)量的細胞提供氧氣和營養(yǎng)，從而獲得了有真正意義上的長壽與長期治療功能，“工程臨床相關(guān)的組織是數(shù)百萬活細胞的上百個大組織的結(jié)構(gòu)，”一個生物工程研究生賴斯說，在如此大的組織中為所有細胞提供足夠的氧氣和營養(yǎng)，是一個巨大的挑戰(zhàn)。

大自然通過復雜的血管網(wǎng)絡演化解決了這個問題，這些血管網(wǎng)絡以類似樹枝的方式編織在我們的組織和器官中，伴隨著血管從中央軀干支系出來，血管的壁厚一起減小，但總數(shù)卻增多，從而使氧氣和營養(yǎng)物質(zhì)有效地傳遞到全身的細胞。數(shù)十年來，克服3D打印血管的復雜性一直是組織工程中的關(guān)鍵挑戰(zhàn)，因為只有少數(shù)3D打印研究已接近模擬生成血管所需的體內(nèi)條件，

沒有它們，用于移植的生物打印器官和組織的未來將仍然遙遙無期。許多器官具有獨特的復雜血管，例如高度血管化的腎臟，通常接收心臟輸出的五分之一；或者肝臟，負責接收來自心臟的30％以上的血液，到目前為止，腎臟移植是世界上最常見的器官移植類型，其次是肝臟移植，這使其成為再生醫(yī)學專家應對血管生成的關(guān)鍵?！霸谀骋恍?gòu)造上，比如垂懸結(jié)構(gòu)，支系網(wǎng)絡和多血管網(wǎng)絡，這類對于擠出印刷確實無法很好地完成，”米勒說，

他在博士后研究期內(nèi)用3D擠出打印機演示了糖模板的概念。選擇性激光燒結(jié)使我們在所有三個維度上都擁有更多的管控權(quán)，這使我們可以輕松訪問復雜的網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)，并且仍保留糖材料的效用，賴斯米勒生物工程實驗室的研究人員優(yōu)先考慮的是生成新的3D打印工藝和用于血管化的生物材料。該實驗室具有使用糖構(gòu)建血管網(wǎng)絡模板的悠久歷史，

Miller過去曾描述過糖如何與人體生物相容，構(gòu)造堅固且總體而言是一種可以以血管網(wǎng)絡形狀3D打印的好材料。他對該項目的最初靈感是復雜的甜點，甚至暗示“我們在這里開發(fā)的3D打印過程如同制作十分精準的焦糖布丁”，為了更好地制作紙巾，Kinstlinger挑選了一種特殊的糖混合物來印刷模板，隨后用液態(tài)凝膠中的細胞混合物填充印刷糖網(wǎng)絡周圍的體積。

在幾分鐘內(nèi)，凝膠變成半固體，糖溶解并沖走，留下了養(yǎng)分和氧氣的開放通道，顯然，糖對于團隊來說是一個不錯的選擇，它提供了創(chuàng)建血管模板的機會，因為它在干燥時很持久，并且可以快速溶解在水中而不會損壞附近的細胞。為了更好地在研究中創(chuàng)建樹狀血管結(jié)構(gòu)，研究人員與神經(jīng)系統(tǒng)公司合作開發(fā)了一種計算算法，該系統(tǒng)使用計算機模擬制作受自然界圖案啟發(fā)的獨特藝術(shù)品，珠寶和家庭用品，

在創(chuàng)建了以這類可計算生成的血管結(jié)構(gòu)圖案化的組織后，該團隊演示了通道內(nèi)內(nèi)皮細胞的播種，并致力于研究周圍組織中生長的細胞（包括稱為肝細胞的嚙齒動物肝細胞）的存活和功能。肝細胞實驗操作是與華盛頓大學（UW）的生物工程師和研究合著者凱利·史蒂文斯（KellyStevens）合作進行的，凱利·史蒂文斯（KellyStevens）的研究小組專門研究這類眾所周知難以在體外維持的脆弱細胞，

2、3D打印能打印人體器官嗎？