使用糖创建复杂的人工血管网络

研究人员发现了一种甜美而又不寻常的方式来制造人造血管，以模仿体内的血管。

莱斯大学的一个团队已经使用糖粉的3D打印模板作为实验室生长材料的基础，这些材料可以使密集包装的细胞在复杂的人造血管网络中存活两周。

赖斯大学生物工程学研究生Ian Kinstlinger表示，过去，研究人员开发诸如血管等人造血管材料，以将大型组织结构与形成复杂血管网络所需的数亿个活细胞结合在一起，一直是一项挑战。参与该项目的布朗工程学院。

他在一份新闻声明中说：“为大量组织中的所有细胞提供足够的氧气和养分成为一项艰巨的挑战。”

通过研究人体中血管网络的自然发生方式，研究人员能够提出解决方案。

树状网络

血管以类似于树枝的方式穿过人体的组织和器官，随着它们从中央树干分支出来，厚度逐渐变小，但数量却增加了。正是这种结构可以将对人体系统至关重要的氧气和营养物质输送到整个人体。

赖斯(Rice)生物工程助理教授乔丹·米勒(Jordan Miller)表示，为模仿该网络，研究人员使用了一种称为选择性激光烧结的3D工艺，该工艺将粉末颗粒融合成固体3D对象。与另一种常见的增材制造方法挤出印刷相比，这种类型的印刷可提供更稳定的结构。

在这种情况下，使用的粉末是糖粉，这是Miller在2013年在宾夕法尼亚大学学习时首次使用激光烧结进行的研究。

他在一份新闻声明中说：“有些架构，例如悬垂结构，分支网络和多血管网络，这些在挤出印刷中确实无法很好地完成。”

机器和材料相交

该团队还与神经系统(Nervous System)合作开发了一种计算算法，以生成树状的血管结构。神经系统是一个设计工作室，使用计算机模拟来制造艺术品，珠宝和受自然界启发的家庭用品。

米勒说，就其本身而言，糖是模仿血管网络的最佳材料，因为它在干燥时具有持久性，并且可以在水中快速溶解而不会损坏附近的细胞。

他们说，为了创建人造网络，研究人员使用一种特殊的糖混合物来印刷模板，然后用液体凝胶中的活细胞混合物填充印刷糖网络周围的空间。在几分钟之内，凝胶变成半固体，糖溶解并冲走，留下了养分和氧气流经网络的开放通道。

在创建了以计算生成的血管结构图案化的组织后，研究人员随后展示了通道内内皮细胞的接种，以观察在周围组织中生长的细胞将如何生存和发挥作用。赖斯团队与华盛顿大学的研究人员合作进行了这部分研究。

研究人员发表了论文对他们在杂志工作自然生物医学工程。

这项工作的主要好处之一是，研究人员可以以比以往更快的速度快速组装结构。

“我们可以在不到五分钟的时间内创建出一些迄今展示过的最大的组织模型，”金斯廷格在一份新闻声明中说。

该团队还表明，通过这些3D血管网络的发展，它们可以维持更长的生命组织，但是要在临床试验或实际人体应用中进行这项工作还有很长的路要走。

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