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全球首例!中国科学家成功将3D打印血管植入猴体

时间:2016-12-17 09:09 作者:生物观察
 

 

 

近日,中国科学家成功将3D打印血管植入恒河猴体内,实现血管再生,解决了困扰临床半个世纪的人工血管内皮化的问题。我国首批“千人计划”专家、四川蓝光英诺生物科技股份有限公司首席科学家康裕建表示,此项成果属于全球首创,对干细胞技术临床应用具有里程碑意义。3D生物打印血管解决了过去人造血管堵塞、凝血等问题据科技日报报道,康裕建表示,“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。”此外,传统人工血管约10年后就需更换。新技术解决了该问题,打印血管可终身使用。另外,移植传统人工血管患者需终身使用抗凝剂,而打印血管将这一时间缩短到术后5天,此后无需任何药物治疗。3D打印生物血管血管内皮细胞通常指衬于心、血管和淋巴管内表面的单层扁平上皮,它形成血管的内壁。它们具有吞噬异物、细菌、坏死和衰老的组织,还参与集体免疫活动功能。康裕建称,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”——干细胞可以分化为机体的任何一种细胞。科学家在进行手术然后用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。据中新网报道,具体来说,他所带领的团队从恒河猴身体中取出约5克脂肪,提取出脂肪间充质干细胞制成3D生物打印所需的“墨汁”,再用特制设备打印出血管,并置换该猴体内一段约2厘米的腹主动脉。康裕建介绍说,术后1个月,打印血管已与恒河猴自身腹主动脉融为一体。据悉,自2016年5月正式开始进行3D生物打印血管动物实验,截至2016年12月1日,蓝光英诺已在30只恒河猴进行体内植入实验,实验动物术后存活率为100%。以干细胞为核心的四大核心技术据悉,此次3D生物打印技术促进人工血管内皮化研发项目,由蓝光英诺和四川大学华西医院再生医学研究中心、四川省生物增材制造产业技术研究院共同承担研究,并且入选了国家“863”计划。康裕建上世纪90年代开始在美国从事干细胞研究,他介绍说,“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。”2015年10月26日央视报道全球首台3D生物打印机去年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。”