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3D生物打印血管植入動物體內實驗成功,將申報臨床
央視新聞客戶端12月9日消息,繼去年十月全球首創3D生物血管打印機問世后,“國家863計劃”3D生物打印促進人工血管內皮化的研發項目,近日獲得了階段性重大技術突破,3D生物打印的血管在動物體內實驗取得了成功,標志著困擾臨床半個世紀的人工血管內皮化問題成功找到了解決辦法,具有重要的現實意義。
科研人員利用取自恒河猴自體的脂肪間充質干細胞制備成3D生物打印墨汁,應用自主研發的3D生物血管打印機構建出具有生物活性的血管,并將其置換恒河猴體內一段長兩厘米的腹主動脈。經過連續監測和長達數月觀察,3D生物打印的血管不僅與恒河猴自身腹主動脈完全融為一體,而且血管的結構、功能與恒河猴自身主動脈也完全一致。
國家“千人計劃”專家康裕建:現在看到的,在5天之內內皮層就會出現,同時平滑肌層也出現,而且在28天所有這些組織分化都能完成,基本上就是我們移植進去的組織和正常組織沒有區分,成為了正常血管,這是從來沒有見過的。
截至目前,科研人員已對30只恒河猴進行3D生物打印血管體內植入實驗,實驗動物術后存活率為100%,各項生理指標均未發現異常。
中國工程院院士戴尅戎:這個成果的主要價值,不在于打出一根血管,而是通過打出一根血管,解決了怎么供應血管細胞和各種活性物質的手段,這種手段將來打血管有用,打肝臟有用,打腎臟也有用,這就是它的價值。
記者探訪3D生物打印血管實驗
3D打印的血管究竟如何進行動物在體實驗?科研人員又如何對實驗動物進行長期監測呢?記者在經過允許后獨家進入到了動物實驗的手術室。
實驗人員要將一段3D打印的生物血管植入到動物體內,實驗對象是一只6歲的恒河猴。內徑約四毫米,長度兩厘米的3D打印血管將被實驗人員植入到猴子的腹主動脈上。
記者看到,3D生物打印的血管外觀上和普通人工血管很像,但實際上內部由“生物磚”組成的生物墨汁才是其最為核心的關鍵部分。所謂“生物磚”,其實就是一種精準的具有仿生功能的干細胞培養體系。不到2個小時,這段3D生物打印的血管就被植入到了恒河猴體內。與此同時,科研人員還會對早已進行過血管植入手術的恒河猴進行各種數據指標的長期監測。
四川大學華西醫院再生醫學研究中心高級技師孫效容:這個是做了70天的,這個超聲機上可以看到血流的頻譜是非常一致的,沒有狹窄。
科研人員介紹,這樣的超聲波檢測基本上每兩周就要做一次,監測植入的3D生物血管中是否會出現血栓,以及新植入血管和動物本身血管的相融情況。
孫效容:我們通過這個CT造影,做三維重建以后,可以看到血管非常通暢,可以看到這里面有兩個圓環狀的東西,這一個就是內膜,它已經分層了,說明打印的細胞已經長成了一個完整的血管的形態。
3D生物打印血管將申報臨床
3D生物打印血管動物在體實驗取得成功之后,離臨床醫學的路究竟還有多遠?這一科研成果究竟具有怎樣的現實意義呢?
康裕建:脂肪間充質干細胞在臨床上的應用,安全性是很好的,現在用人工血管來做移植的,完全可以用這樣一個能夠創造出自己血管的這樣一個3D打印的人工血管來替代,一個月之內就得到一個完完全全和自己一樣的血管,這是人類有史以來從來沒有過的事情。
研究表明,心血管疾病死亡率遠遠高于癌癥和艾滋病,是危害人類健康的第一殺手。其中,需要血管支架和人工血管置換的市場需求規模巨大。專家介紹,3D生物打印血管動物在體實驗成功之后,研究團隊下一步將向有關監管機構申請臨床試驗。這一成果不僅有望為全球近十八億心血管疾病患者帶來新的希望,也將對干細胞技術的臨床應用具有重大意義。
康裕建:那我們現在做的這個嘗試和這樣的實驗會展示出完全一個新的方向,這個方向就是我們體內有這樣一個自主修復能力,當你把原料送到體內之后,在體內組織自主調解下,就能夠分化成自主組織,所以說在干細胞領域里提供了一個嶄新的理論研究方向和實際應用方向。(本文原題為《3D生物打印血管植入動物體內實驗成功》)





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