BIONOVA X 3D生物打印機在組織工程中的前沿應用及復雜器官模型構建（六）血管結構模型

2025-04-09 10:15:34 70閱讀次數

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六、血管結構模型（Vasculature）

Direct 3D Bioprinting of Prevascularized Tissue Constructs with Complex Microarchitecture

復雜微結構預血管化組織構建的直接3D生物打印

文章主要介紹了一種基于快速3D生物打印技術構建復雜微結構的預血管化組織模型。：

背景

組織工程在再生醫學中發揮著重要作用，特別是在開發人工器官方面。血管網絡的形成是支持大規模、高代謝組織存活的關鍵。然而，傳統的組織工程方法在構建復雜的血管化組織方面面臨挑戰，尤其是構建能夠在移植后迅速與宿主循環系統對接的預血管化組織。

3D生物打印技術的應用

文章中采用了微尺度連續光學生物打印技術（mCOB），這是一種基于數字光處理（DLP）的快速3D生物打印方法。該技術通過投射紫外光進行光聚合反應，不需要犧牲性材料或灌流步驟，直接將內皮細胞和基質細胞封裝到水凝膠中，并形成預先設計的血管網絡。

打印過程

生物墨水與材料：使用的主要材料為甲基丙烯酸化透明質酸（GM-HA）和明膠甲基丙烯酸酯（GelMA）。這些材料兼具生物相容性和可調的機械性能，能夠支持細胞的生長與血管化。

模型設計：設計了三種數字面罩用于打印不同寬度的血管通道，模擬血管網絡的分支結構。通過這種方法，研究人員成功打印出具有不同通道寬度（50到250微米）的組織模型，同時精確控制了細胞的分布。

細胞封裝與生物學驗證

細胞封裝：內皮細胞（HUVECs）與基質細胞（10T1/2）被直接封裝到設計的血管通道中，形成類似血管的結構。在體外培養一周后，通過免疫熒光染色觀察到內皮細胞在通道壁上形成了管腔樣結構。

細胞存活率：在打印后的第1、3、7天進行細胞存活率測試，結果顯示細胞存活率超過85%，表明該打印技術具有高度的生物相容性。

模型的體內驗證

為了驗證預血管化組織在體內的血管網絡形成，研究人員將打印的組織移植到小鼠皮下。兩周后，預血管化組織展示了與宿主循環系統的對接（吻合），形成了功能性血管網絡，而非預血管化組織的血管化程度顯著較低。

總結

這篇文章通過mCOB 3D生物打印技術，成功構建了具有復雜微結構的預血管化組織模型。該技術不僅加快了組織工程的構建速度，還提高了模型的可擴展性和復雜結構的打印精度，展示了在未來再生醫學和器官移植中的巨大潛力。

文章主要介紹了一種基于快速3D生物打印技術構建復雜微結構的預血管化組織模型。：

背景

3D生物打印技術的應用

打印過程

生物墨水與材料：使用的主要材料為甲基丙烯酸化透明質酸（GM-HA）和明膠甲基丙烯酸酯（GelMA）。這些材料兼具生物相容性和可調的機械性能，能夠支持細胞的生長與血管化。
模型設計：設計了三種數字面罩用于打印不同寬度的血管通道，模擬血管網絡的分支結構。通過這種方法，研究人員成功打印出具有不同通道寬度（50到250微米）的組織模型，同時精確控制了細胞的分布。

細胞封裝與生物學驗證

細胞封裝：內皮細胞（HUVECs）與基質細胞（10T1/2）被直接封裝到設計的血管通道中，形成類似血管的結構。在體外培養一周后，通過免疫熒光染色觀察到內皮細胞在通道壁上形成了管腔樣結構。
細胞存活率：在打印后的第1、3、7天進行細胞存活率測試，結果顯示細胞存活率超過85%，表明該打印技術具有高度的生物相容性。

模型的體內驗證

總結