动脉瘤、外周动脉疾病和血管内血栓等血管疾病造成的死亡占全球死亡人数的31%。尽管有这样的临床负担,心血管药物的进展在过去20年一直在放缓。心血管治疗发展的减少是由于缺乏将可能的治疗转化为批准的方法的效率,特别是由于在体外进行的研究与体内进行的研究之间的差异。

德州农工大学的研究小组旨在通过将3D生物打印技术应用于血管医学,重塑现有的方法,以缩小这种差距,并提高这些技术的可译性。Gaharwar是一名生物材料专家,开发了新型生物墨水,提供了前所未有的生物相容性和打印血管所需的机械性能控制,而Jain的专长在于创建血管和血液疾病的仿生体外模型。这个跨学科和合作项目最近发表在《先进医疗材料》杂志上。

3D生物打印技术是一种先进的制造技术,能够以一层一层的方式制造独特的、组织形状的结构,嵌入细胞,使其排列更有可能反映血管结构的原生多细胞组成。一系列的水凝胶生物墨水被引入设计这些结构;然而,现有的生物墨水有一个限制,可以模拟天然组织的血管组成。目前的生物墨水缺乏高可打印性,并且无法将高密度的活细胞沉积到复杂的3D结构中,这使得它们的效率较低。 

为了克服这些缺点,Gaharwar和Jain开发了一种新的纳米工程生物墨水来打印三维的、解剖学上精确的多细胞血管。他们的方法提高了宏观结构和组织级微观结构的实时分辨率,这是目前可用生物墨水无法实现的。

Gaharwar说:“这种纳米工程生物墨水的一个非常独特的特点是,无论细胞密度如何,它都证明了高打印性,并能够在生物打印过程中保护被封装的细胞不受高剪切力的影响。”“值得注意的是,3d生物打印细胞能保持健康的表型,并在制造后近一个月仍能存活。”利用这些独特的特性,纳米工程生物墨水被打印到由内皮细胞和血管平滑肌细胞组成的三维圆柱形血管中,这为研究人员提供了建模血管功能和疾病影响的机会。这种3d生物打印血管为了解血管疾病病理生理学和评估临床前试验中的治疗、毒素或其他化学物质提供了一个潜在的工具。其他项目合作者包括休斯顿卫理公会研究所的John Cooke博士和俄克拉何马大学的Javier Jo博士。这项研究由美国国立卫生研究院、国家科学基金会和德州农工大学校长卓越基金资助。

生物医学工程系的一个小组,共同Akhilesh Gaharwar博士副教授和助理教授的阿布贾殷博士设计了一个3 d-bioprinted血管模型,模拟其健康和疾病状态,从而为可能的心血管药物铺平了道路进步更好的精度。

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动脉瘤、外周动脉疾病和血管内血栓等血管疾病造成的死亡占全球死亡人数的31%。尽管有这样的临床负担,心血管药物的进展在过去20年一直在放缓。心血管治疗发展的减少是由于缺乏将可能的治疗转化为批准的方法的效率,特别是由于在体外进行的研究与体内进行的研究之间的差异…

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