韓國研究員開發出治療缺血性血管病變的可3D列印混合生物油墨

最近，韓國一組研究團隊成功地創建了一種新型的混合生物油墨，可用於創建對各種基於血液循環的條件的治療至關重要的3D列印結構。據悉，該研究團隊由浦項科技大學和釜山國立大學的Young Joon Hong、Sang-Mo Kwon和Dong-Woo Cho領導。此項研究將加速生物3D列印技術的發展。

眾所周知，當由於阻塞或血管損傷而限制血液循環時，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，並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。經常應用基於細胞的療法，具有不同程度的成功。

缺血性問題的細胞治療已經利用了內皮祖細胞（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，由於營養不良，限制了它們因氧化應激、炎症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（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。由於其組成，結構和生物力學性質，它們非常適合於鼓勵新環境中細胞的存活和增殖。

以前的研究已經使用來自各種不同組織的dECM來開發可3D列印的生物油墨。然後，這些生物油墨被成功地用於促進組織功能和細胞活性。來自韓國的研究人員想看看基於血管性dECM的墨水是否可以同樣用於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製成混合生物油墨，藻酸鈉水凝膠是組成可3D列印生物油墨的關鍵元素。

然後，該團隊使用這種混合生物油墨和3D同軸電池列印方法來生產生物血管（BBV）。3D列印技術的易於擴展性意味著他們能夠創建一系列不同尺寸的BBV以進行測試。3D列印系統專為研究人員的任務而設計，並使用市售的同軸擠出噴嘴。當列印完成後，將容器在37攝氏度下孵育30分鐘，這導致水凝膠溶解並留下中空結構。

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

此外，研究人員還在實驗室小鼠中測試了3D列印的BBV，其後肢經歷了缺血的影響。發現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，以及提供能夠將EPCs發育成功能性血管組織的環境的藥物遞送系統。

研究人員預測了這一有希望的研究的一些應用，其研究結果發表在「高級功能材料」雜誌上。潛在的新途徑現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晶元的構建。

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