最近，韓國一組研究團隊成功地創(chuàng)建了一種新型的混合生物油墨，可用于創(chuàng)建對各種基于血液循環(huán)的條件的治療至關重要的3D打印結構。據(jù)悉，該研究團隊由浦項科技大學和釜山國立大學的YoungJoonHong、Sang-MoKwon和Dong-WooCho領導。此項研究將加速生物3D打印技術的發(fā)展。

眾所周知，當由于阻塞或血管損傷而限制血液循環(huán)時，這種有限的血液供應可能會導致受影響的器官和組織的進一步損傷。這種稱為局部缺血的情況，導致許多疾病，并以多種不同的方式影響患者，但目前的治療方式仍然相對有限。經(jīng)常應用基于細胞的療法，具有不同程度的成功。

缺血性問題的細胞治療已經(jīng)利用了內(nèi)皮祖細胞(EPCs)，以刺激新血管形成。這樣做的問題是缺血部位通常對EPCs是敵對的，由于營養(yǎng)不良，限制了它們因氧化應激、炎癥和活性氧的存在而分化自身的能力。

通過使用所謂的去細胞化的細胞外基質(zhì)(dECM)來提出這個問題的解決方案。這些基本上是不同有機組織的骨架，細胞被去除。由于其組成，結構和生物力學性質(zhì)，它們非常適合于鼓勵新環(huán)境中細胞的存活和增殖。

以前的研究已經(jīng)使用來自各種不同組織的dECM來開發(fā)可3D打印的生物油墨。然后，這些生物油墨被成功地用于促進組織功能和細胞活性。來自韓國的研究人員想看看基于血管性dECM的墨水是否可以同樣用于治療由缺血引起的血管問題。他們通過將豬主動脈組織的血管dECM與藻酸鈉水凝膠混合制成混合生物油墨，藻酸鈉水凝膠是組成可3D打印生物油墨的關鍵元素。

然后，該團隊使用這種混合生物油墨和3D同軸電池打印方法來生產(chǎn)生物血管(BBV)。3D打印技術的易于擴展性意味著他們能夠創(chuàng)建一系列不同尺寸的BBV以進行測試。3D打印系統(tǒng)專為研究人員的任務而設計，并使用市售的同軸擠出噴嘴。當打印完成后，將容器在37攝氏度下孵育30分鐘，這導致水凝膠溶解并留下中空結構。

在體外測試這些空心BBV管，定期測量細胞活性。他們發(fā)現(xiàn)這能夠成功地促進EPCs的生存能力、增殖和分化。當與I型膠原蛋白相比時，用于類似目的的更基本的材料是本實驗中的控制元件，結果非常優(yōu)越。

此外，研究人員還在實驗室小鼠中測試了3D打印的BBV，其后肢經(jīng)歷了缺血的影響。發(fā)現(xiàn)植入接近受影響血管的BBV能促進快速恢復。如在測試前預測的那樣，它們作為血管移植物的形式，以及提供能夠?qū)PCs發(fā)育成功能性血管組織的環(huán)境的藥物遞送系統(tǒng)。

研究人員預測了這一有希望的研究的一些應用，其研究結果發(fā)表在“高級功能材料”雜志上。潛在的新途徑現(xiàn)在在混合生物油墨的幫助下開始探索，包括從缺血性疾病的再生，受傷的血管的更換，血管化的組織/器官的直接建立，以及血管模型和生物芯片的構建。