如今在美國境內，缺血性心血管疾病是讓人類殘疾和死亡的頭號“殺手”，而且已經在世界各地迅速上升。所謂的缺血就是指缺氧的組織，只要出現因心臟疾病導致的血管阻塞之後，組織就會因為缺氧而死亡，這是因為攜帶有氧氣的血細胞因為阻塞而無法通過。
當組織和器官的血液循環受損時，會出現許多嚴重的疾病，如外周動脈疾病、中風，甚至心力衰竭。雖然手術是一種治療選擇，可以消除腿部或心臟中較大血管的阻塞，但不能應用於較小的血管中。但不幸的是，大多數損傷首先發生在導致這些情況的位置。
由國家生物醫學成像和生物工程研究院（NIBIB）資助的生物學家、工程師和醫生組成的跨學科研究小組正在共同開發3D打印解決方案，以解決小血管損傷引起的缺血問題。
由波士頓大學生物醫學工程教授、生物設計中心主任Christopher Chen領導的團隊設計了3D打印貼片，並以各種幾何圖案播種血管誘導的內皮細胞，其實際上可以產生保護組織的血管網絡。
此前，3D虎報道了3D打印心臟貼片的益處，因為該技術在理解心血管健康問題和推進治療選擇方面繼續受益。這個團隊的研究結果已於6月份對外發表，而NIBIB最近也有另外一個看法。
結果發表在自然生物醫學工程雜誌上，論文標題為“3D打印血管網絡直接生成治療局部缺血的治療性血管”，共同作者包括T. Mirabella、J. W. MacArthur、D. Cheng、C. K. Ozaki、Y. J. Woo、M. T. Yang和Chen。
以下大學和機構共同致力於這項可能挽救生命的研究：
波士頓大學生物工程系和生物設計中心
Wyss哈佛大學生物啟發工程研究所
賓夕法尼亞大學外科學系
斯坦福大學心胸外科
馬薩諸塞州波士頓的Innolign Biomedical
“這次合作的結果是工程師如何讓生物學家和醫生知道我們的身體是如何工作，並使用這些信息來創造實用的創新醫學治療的絕佳例子，”NIBIB組織工程項目主任Rosemarie Hunziker博士說。
由於無法通過手術清除小血管中的堵塞物，所以其他可以誘導新血管生長的策略正在開發中。這涉及在血管內皮細胞和生長因子起作用的地方模擬人體的自然修復過程，以誘導新血管以危險的方式生長，這可以理解為世界上最不容易做的事情。
Chen說：“我們知道，當生長因子注射到組織中時，它們會誘導新血管的生產，但是以紊亂的模式無法將氧氣輸送到缺血組織。我們的目標是利用工程設計將新血管的發展引導到一個有序的功能網絡。”
研究人員設計並製造了3D打印血管貼片（VP），並添加了幾種不同的通道模式來指導組織血管的形成。這些通道內襯內皮細胞，誘導新血管生長。
具有不同通道模式的3D打印貼片在背部、左腿缺血的小鼠身上進行了測試。研究人員將這些貼片植入小鼠腿部的一個缺口內，在該缺口中移除了一段股動脈，看看它們是否能夠誘導新血管生長並向缺血組織輸送氧氣。使用激光多普勒成像來檢查是否有任何血管正在形成。
在術後5天，具有直排通道的貼片被證明具有最好的結果，因為它們誘導有組織的血管網絡生長並輸送氧氣至缺血部位。
Chen說：“雖然我們仍處於這個項目的早期階段，但我們對最初的結果感到鼓舞。”
沒有圖案的3D打印貼片幾乎不會誘導任何血管形成，而柵格圖案貼片恢復了缺血部位70％的氧合作用。根據NIBIB的說法，通過確定哪些通道模式可以誘導大部分血管生長，該團隊展示了其新技術如何“解決這一重大的公共健康問題”。
Chen領導的研究小組將繼續與生物學家和臨床醫生合作，並試圖改進3D打印貼片的設計，以“優化它們的有效性”。
“我無法強調這個項目當前和未來的成功完全取決於工程師、生物學家和臨床醫生的合作關係。我們都很興奮，因為有這麼多種多樣但相互依存的專業知識專注於打破這一重大公共衛生問題。”Chen說。 （來自OFweek3D打印網）
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