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3D打印人造血管获重大突破

德国弗朗霍夫激光技术研究所研究人员成功利用3D打印技术制造出人造血管,这一技术突破有望广泛应用在治愈皮肤创伤、人工皮肤再造和人造器官等医学领域。

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重大事故受伤、大面积烧伤或肿瘤切除的病人经常需要对创面皮肤进行再造,目前的医疗技术只能对皮肤表层厚度(真皮和表皮)不超过200微米进行人工再造,而对包括皮下组织的几毫米厚完整皮肤系统还不能进行再造,因为涉及到血管组织,没有血管的养分供应,超过200微米的人造皮肤就没法存活。为此,弗朗霍夫激光技术研究所牵头的跨学科团队承担了欧盟项目“ArtiVasc 3D”,开发出3D打印技术制造人造血管。


3D打印制造血管的关键是要找到合适的打印材料,其适合作为移植血管的物理特性和生物相容性,必须与内皮和毛细血管周围细胞组织相容,以及适合于3D打印的可加工特性。为了符合这些条件,研究人员采用了喷墨打印与立体光刻相结合的方法。利用这一组合方法,他们解决了打印只有20微米厚的多孔、多分叉人造血管的关键技术。


人造血管多分叉结构借助于计算机的模拟设计,完全按照真实的血管结构打印。打印血管所用的材料是丙烯酸酯基的合成聚合物。这种材料可以使血管表面分布许多直径数百微米的微孔。利用这种材料,研究人员首次成功地打印出了与真实血管功能类似的人造血管。


这项技术为大面积烧伤等皮肤严重损伤的病人,以及因手术创伤需进行皮肤再造或血管再造的病人带来了福音。研究人员表示,这项技术不仅限于打印人造血管,还可以作为一个工具箱,以选择不同的材料、几何体和大小,用于制造多种人体组织或人体器官,未来在医学上的应用前景非常广阔。


3D打印刚火起来,大家就想到打印人体器官了,而打印血管是万里长征第一关。去年已有两个小组宣布成功打印血管了。随着各路人马开发合适材料,移植人造血管和皮肤已是不远的事。一旦实现,烧伤和手术创伤修复,将不再考虑供源和排异反应,那会是21世纪外科医术的精彩呈现。


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