有了内皮细胞，人工血管从此变通途

“过去的人造血管不是生物材料,无法产生内皮细胞,其进入生物体后容易发生堵塞、凝血等问题。而此次实验打印出的生物血管,则能够生成血管内皮细胞,保证血液流动畅通。”四川省生物增材制造产业技术研究院院长、四川蓝光英诺生物科技股份有限公司首席科学家康裕建说,3D生物打印血管在体实验的成功解决了困扰临床半个世纪的人工血管内皮化的问题。

12月11日,康裕建在成都宣布,由其团队承担的3D生物打印促进人工血管内皮化的研发项目取得重大突破:其在全球首创依托干细胞生物墨汁技术构建的3D生物打印血管,成功植入恒河猴体内,实现血管再生。此项研究如何成功实现,其成果具有何种重大意义?13日,科技日报记者进行了采访。

“利用干细胞为核心开展的3D生物打印,包括3D生物云计算平台、生物砖、3D生物设备和3D打印后处理系统四大核心技术体系。”康裕建说,在本次实验中团队首先利用取自恒河猴自体的脂肪间充质干细胞进行培养,随后用独创的“生物砖”技术将脂肪干细胞转化成生物“墨汁”,并用3D生物血管打印机构建出人造血管;最后植入实验动物体内,利用动物体内自主再生能力,形成完整的血管功能。

去年10月,蓝光英诺成功研制出全球首台3D生物血管打印机。这台独创的3D生物血管打印机,拥有3D生物打印空间旋转平台、精确协同工作的双喷头打印技术、可视化的互动打印操作系统、喷头及环境控制系统等一系列创新。

在运用上述独创设备的基础上,本次实验中使用的打印“墨汁”——生物砖技术则是该实验成功的核心。康裕建说,生物砖是一种具有核壳结构、由生物可降解材料作为保护层、内含种子细胞与活性调控物质的基本单元。“实验中,生物砖用于复制胚胎发育时期的各种微环境,使干细胞在体外可以得到精确的定向分化控制。将生物砖作为打印‘墨汁’的基本组成,具有维持干细胞干性、定向分化或去分化作用及抗机械损伤能力,能够保证打印过程中细胞的完整性与生物活性。”

谈及此项技术的未来应用,康裕建说,配合生物砖技术成功实现血管再生,将是构建一切人造生物活性器官的基础。未来将在胚胎学研究、细胞疾病模型,细胞治疗、诱导组织再生、诱导血管再生及用药预测、损伤修复、再生医学、替代病变组织和器官等领域发挥突破性作用。他介绍,该动物实验将持续到明年5月,后续阶段将完成3D生物打印血管移植手术程序的标准化。