血管的3d生物打印模型

这些图像描述了使用天然内皮细胞和血管平滑肌细胞制作3D生物打印血管模型的方法。

来源:Akhilesh Gaharwar

血管疾病如动脉瘤外周动脉疾病和内部血块血管占全球死亡人数的31%尽管有这种临床负担，心血管药物的进展在过去20年已经放缓。心血管治疗发展的减少是由于在将可能的治疗方法转化为已批准的方法方面缺乏效率，特别是由于在体外进行的研究与在体内进行的研究之间存在差异。德克萨斯A&M大学的研究人员旨在改造现有的方法，以缩小这一差距，并通过指导3D技术来提高这些技术的可译性生物打印对血管的药物。

Gaharwar是一名生物材料专家，他开发了新型生物墨水，提供了前所未有的生物相容性和打印血管所需的机械性能控制，而Jain的专长在于创建仿生模型血管和血液疾病。

生物打印在3 d是一种先进的制造技术，能够以一层一层的方式生产独特的、组织形状的结构，嵌入细胞，使这种安排更可能反映原生的、多细胞构成的血管结构。一系列的水凝胶生物墨水被引入设计这些结构;然而，可用的生物墨水有一个限制，可以模拟天然组织的血管组成。目前的生物墨水缺乏高的可打印性，并且不能将高密度的活细胞沉积到复杂的3D结构中，这使得它们的效率较低。

Karli Gold ' 20，前生物医学工程博士生，与Akhilesh Gaharwar合作开发3d生物打印模型。

资料来源:CTexas A&M Engineering

为了克服这些缺点，Gaharwar和Jain开发了一种新的纳米工程生物墨水，可以打印出解剖精确的3D多细胞血管。他们的方法提高了宏观结构和组织级微观结构的实时分辨率，这是目前用生物墨水无法实现的。

“这种纳米工程的一个非常独特的特点bioink无论细胞密度如何，它都具有很高的打印性能和保护封装细胞免受生物打印过程中高剪切力的影响的能力，”Gaharwar说。“值得注意的是，3d生物打印细胞保持了健康的表型，并在制造后近一个月保持了活力。”

利用这些独特的特性，纳米工程生物墨水被打印到三维圆柱形血管中，包括内皮细胞和血管光滑的活体共培养物肌肉细胞这为研究人员提供了模拟血管功能和疾病影响的机会。

这种3d生物打印血管提供了一个潜在的工具，以了解血管疾病的病理生理学和评估疗法，毒素或其他化学物在临床前试验。

其他项目合作者包括休斯敦卫理公会研究所的约翰·库克博士和俄克拉何马大学的哈维尔·乔。本研究由美国国立卫生研究院、美国国家科学基金会和德州农工大学校长卓越基金资助。