微血管网络的三维生物打印

目的不同器官和组织的血液循环受损是导致肢体缺血,心力衰竭和中风等心血管疾病的主要原因。因此,在复杂结构(如肝脏,肾脏及心脏)内创建血管化的网络至关重要。3D生物打印平台已经成为可在微组织结构中创建高度有序的三维血管网络的优良平台,成功应用于功能性脉管系统的制造以模拟天然血管的力学特性及生物学性能。然而目前通过3D生物打印技术构建的微血管模型存在尺寸与人体真实微血管相差过大,且血管模型成管效果差的问题。本研究拟开发一种3D生物打印技术拟解决以上问题,实现微血管网络的三维生物打印。方法本研究基于微流控的方法,设计了具有个性化的微挤出式的打印喷头并与3D打印平台进行结合,制备出具有尺寸可调的高分辨率高精度的水凝胶纤维以模拟微血管结构,打印微血管网络,而后在流动的条件下培养3D生物打印的微血管,促进人脐静脉内皮细胞自组装成血管。结果生物打印的水凝胶纤维的精度可以达到20微米左右,与人体真实毛细血管尺寸接近,并能通过3D打印平台进行精确的沉积以实现较好的成型,生物打印的人脐静脉内皮细胞存活率较高,并能快速自组装成管状结构。结论本研究提出的3D打印方法有望打印具有功能性的高精度微血管网络。