增材制造系统距离为紧急医疗移植打印出整个工作器官更近了一步。研究人员报告说3D打印可以在主要器官上找到完整的血管系统。
每天,大约有20位急需器官移植的患者在死亡之前就死了。没有足够的捐献者–他们需要首先死亡,并且并非所有人都死于器官受损和存活的方式。
至此,移植界放松了对器官供体资格的限制。艾滋病毒管理良好的患者现在可以将其器官捐赠给其他艾滋病毒患者。死于药物过量的人现在也可以接受。
为了寻求一种替代供体的方法,研究人员研究了3D打印在器官制造中的应用。测试证明了打印包含心脏,肝脏和肺部的生物组织的可能性。
但是,自然器官具有为它们提供血液的脆弱血管。当前的3D打印机无法打印出如此复杂的血管系统。如果没有那些提供氧气和营养的血管,那么虚构的器官将无法工作。(相关:白藜芦醇如何改善器官移植程序?)
制造血管网络的新3D打印技术
由莱斯大学的研究人员领导的团队开发了新的3D打印技术和合适的生物材料。这种组合使打印构成器官血管系统的微小血管成为可能。
赖斯研究员乔丹·米勒博士解释说:“产生功能性组织替代物的最大障碍之一是我们无法打印能够为人口稠密的组织提供营养的复杂脉管系统。”“此外,我们的器官实际上包含独立的血管网络-如肺的气道和血管或肝脏的胆管和血管。”
Miller小组的早期工作成功地打印出了构成肺部的海绵状组织。但是,他们未能重建每个器官中发现的血液和淋巴管网络。
器官的脉管系统将后者连接到身体的其余部分。如果这些血管丢失或损坏,器官将饿死并死亡。同样,如果它缺乏淋巴管,也不会获得适当的免疫系统所需的液体。
带有血液和淋巴液的容器对3D打印构成了重大挑战。它们的组织必须柔韧而结实,并且空心且薄。最后但并非最不重要的一点是,必须连接所有毛细管。
未来可能会看到3D打印的肝脏和肺部用于医疗移植
赖斯研究人员展示了他们最新开发的水凝胶和3D打印技术的功能。在最近的一项实验中,他们打印出了类似于天然器官血管的精致血管网络。
为了以缓慢的速度固化材料,Miller的小组将3D打印的血管网络浸入蓝光中。
他们的技术不仅使制造复杂而坚固的网络成为可能,而且还确保了印刷的形状保持柔性。这样,血管将承受呼吸过程所施加的压力。
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