4D打印细胞重编程小口径血管问世

　　4D打印不同直径血管

　　血管生成是组织工程学中的关键问题,血管是维持细胞功能的主要场所,为细胞提供营养和氧气,同时排除细胞代谢废物,由于血管需求量大,因此这个问题急需解决。 所谓“4D打印技术”,就是在传统3D打印技术中再加入“时间”变量,4D打印不仅包含3D的长、宽和高3个维度,更增加了一个时间维度,使打印出的物体可以随着时间推移在形态结构上自我进行智慧调整,最终自动达到预先设计要求。

　　英国科学家约翰?格登和日本医学教授山中伸弥因为发现成熟细胞可以重新编程为未成熟的细胞,进而发育成人体的所有组织,获得2012年诺贝尔生理学或医学奖。科学家们认为,通过对人体细胞进行重新编程(定向生长,具备某些功能),可以研究出诊断和治疗疾病的新方法。但目前细胞重新编程的方法效率比较低下,且能导致细胞内出现无法预料的变化,很多科学家都希望能另辟蹊径,青岛尤尼科技利用4D生物打印网格微槽结构的多细胞生物材料,大大提升了细胞重编程的质量!

　　这应该是在人造血管的另一个方向,青岛尤尼科技采用的4D生物打印技术,在可编程网格微槽的多层结构中建立起细胞“微组织”,随着时间和环境的变化,可以自发的进行细胞膜、细胞自组织和基质沉积的过程,从而优化了降解过程,使打印出的组织机构与人体的组织更接近。

　　青岛尤尼科技是中国第一批获得国家863前沿生物3D打印的公司之一,公司CEO兼技术带头人王红,带领研发团队在研发出多款3D生物打印机之后再续辉煌,终于研发出血管生物打印机,并且与国内外著名干细胞研发机构合作,打印出多层仿生的内径0.5mm-6mm,长度50mm的可降解生物材料的血管支架,利用4D打印技术成功打印出包括由生长因子、EC–MSC、ECM、iMSCs、HUVEC、平滑肌细胞和成纤维细胞等不同比例组成的细胞重编程内径2mm,长度50mm的小口径血管。

　　据王红介绍,4D生物打印的人脐静脉内皮细胞HUVEC、EC–MSC悬浮液在内层形成内皮细胞膜,4D生物打印的水凝胶作为细胞载体具有水分含量高、易加工、与封装细胞有良好的生物相容性等特点, 4D生物打印含有平滑肌细胞和成纤维细胞的液体可以实现细胞自组织构建,并形成结缔组织,为血管移植提供了必要的机械性能。总之,他们这次用4D打印细胞重编程方法构建小口径血管的方法,可以减少血栓形成,防止血管阻塞,保证移植的血管内血液正常流通,依照仿生的原理和方法从根本上解决了小口径血管的堵塞问题,且这次4D打印出的血管已经过医生试缝,其强度,韧性,弹性均满足临床要求,应该是小口径血管制作史上的重大创新和突破!

　　王红还介绍说:她将和团队继续研发更高一代的4D生物打印机,实现精确可编程地控制细胞排列,定向生长,充分发挥细胞自组织的能力,加快体外构建仿生血管的进程。

　　王红坚信,在国家大力提倡精准医疗和医生创新的大趋势下,五年内,每一个医院都将会有一个能为骨科、心血管科、口腔科、儿科、神经科、康复科等医生,提供手术导板、手术模型、口腔牙模、精准矫形矫具和基于临床需求的植介入器械创新研发的4D打印精准医疗数字化转化中心!