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142015/09

3D打印血管,纳米级微型制造技术新突破

        3D打印在医疗领域又有新进展!

该近日,欧盟支持的一个名为ArtiVasc  3D的研究项目有了新进展项目的目标是开发出一种全新的纳米级微型制造技术,用来制造含有血管的人造组织,一旦这个项目获得成功,就有可能与新陈代谢的组织相结合,共同制造出可实用的、能够创建出替代组织供人类使用的系统。

       3D打印血管

  由于得到了欧盟的支持,该项目的科研力量也十分强大,包括了来自生物材料开发、血管生成、组织工程、细胞—基质相互作用和快速制造等领域的多位专家。这些通过完全自动化、标准化的制造方法来创建出可以用作移植材料的组织可用于人类的创伤治疗。另外,根据研究人员的说法,因为与体外皮肤非常相似,这种人造组织非常适用于化妆品、药品和化学物质行业的检测。

该项目当前的工作重点是创造出有着三层结构的“灌注皮肤模型”。在弗劳恩霍夫激光技术研究所(ILT)的领导下,该研发团队已经开发出了一种可以生成血管组织的3D打印工艺,并由此他们找到了培养全层皮肤模型的方法。

  血管是整个技术的核心,也是软组织开发过程中最具挑战性的问题之一,因为它是为人造皮肤这样的多层组织提供营养的关键。只有具备了和真实血管一样的供养能力,人造组织才有可能进一步生成表皮和真皮之类的上层组织。目前科学家们在人体以外获得的这种多层组织厚度仅有200微米,但是一个完整的皮肤系统包括皮下组织,其厚度可以达到几毫米。

  研究人员表示,他们的具体目标是“通过人造血管的开发使得在体外培养复杂的多的组织成为可能。”为了做到这一点,他们采取了将喷墨技术与光固化技术的融合的3D打印方式。通过这种方式,他们已经能够以高的分辨率创建出厚度仅有20微米的多孔毛细血管了。同时,利用数学模拟,他们还开发出了构建这些分支结构所需要的数据。这意味着该结构将可实现血液的均匀供应。为此,研究者们还专门开发了一种以丙烯酸为基础的聚合物,有了这种材料,就可以制造出孔径在几百微米范围内的优化血管。

  研究者们还表示,他们已经开发出了一整套的工具,能够灵活适应各种不同的材料、形状、和尺寸。此外,他们还利用现有皮肤模型相结合的方式,在一种新型的生物反应器中成功培养出了厚度高达12mm脂肪组织。

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