3D打印血管為測試藥物提供了新的可能性
生物打印愛好者設(shè)想一個未來,我們將能夠按需打印功能性人體器官,結(jié)束移植等待名單和健康問題以及與器官衰竭相關(guān)的死亡。
那以后是不是不切實際的,也不是遙不可及的,但它會慢慢地到達,人為地重新創(chuàng)建一個機構(gòu)是一個涉及數(shù)十個小塊必須完美地結(jié)合在一起,以便如期運行大規(guī)模復(fù)雜的任務(wù)。
就在上周,其中一個碎片的下跌到位,當多國家隊公布了在雜志Biomicrofluidics研究詳述了其努力開發(fā)3D打印血管肝臟組織。他們使用人造組織進行藥物毒性測試,模仿生活環(huán)境,分析某些藥物對患者的影響。
該小組印刷血管使用基于凝膠的“犧牲”墨肝臟組織,如此命名是因為墨水是暫時的,它被用來創(chuàng)建空心渠道成為船只,但沖走一旦船只被設(shè)置。
然后,他們將內(nèi)皮干細胞添加到血管中(內(nèi)皮細胞排列在所有血管內(nèi)部,形成選擇性滲透屏障,化學物質(zhì)和白細胞可以通過該屏障移動)。
將內(nèi)皮細胞添加到生物打印的血管中具有將生物分子的滲透性延遲到3D肝臟構(gòu)建體中并且增加組織的其他細胞的活力的作用。簡而言之,內(nèi)皮層起到了保護作用,就像它在我們的活血管中一樣。
“基于我們的發(fā)現(xiàn),與沒有內(nèi)皮層相比,內(nèi)皮層延遲了藥物擴散反應(yīng),”哈佛醫(yī)學院研究指導(dǎo)員,該研究的作者之一蘇瑞恩說。“它們不會改變?nèi)魏嗡幬飻U散常數(shù),但它們會延遲滲透性,因此它們會延遲[響應(yīng)],因為它需要時間才能通過內(nèi)皮層。”
那為什么這很重要?
首先,在人造血管中加入內(nèi)皮層可以使科學家更接近活體人體血管,這意味著他們可以觀察藥物吸收進入肝臟的方式,而無需對患者進行研究。
該技術(shù)還可以適應(yīng)不同的細胞類型,用于患者定制的藥物毒性測試。“我們正在使用人體細胞,當我們開發(fā)這種技術(shù)時,我們[這樣做的方式讓我們]可以輕松改變細胞類型,使用患者的原代細胞或其內(nèi)皮細胞,我們可以[潛在地]創(chuàng)造人類 - 專門的組織模型,“Shin說。
該研究團隊將此進展視為開發(fā)更復(fù)雜的生物打印藥物測試系統(tǒng)的早期步驟,如多器官芯片設(shè)備和其他器官和組織系統(tǒng)的樣本模型。據(jù)AIP出版社報道,“例如,癌癥藥物療法需要了解對癌癥組織本身以外各種組織的影響,并從這種構(gòu)造中獲益匪淺。”
該研究增加了先前的生物打印血管,包括中國科學家于2016年底在猴子中成功植入3D打印血管,以及來自加州大學圣地亞哥分校的納米工程師團隊在小鼠中植入印刷血管網(wǎng)絡(luò)。
創(chuàng)建與真實血管一樣的人造血管將能夠在不實際使用人類受試者的情況下對人體組織進行測試。到目前為止,動物試驗一直是替身,但除了引起的倫理困境之外,動物試驗只能產(chǎn)生近似的結(jié)果 - 因為動物不是人類。
因此,能夠重新創(chuàng)建與我們自己的行為相同的血管化組織,對于藥物測試和整個生物打印都是有希望的。
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