特温特大学研发创新3D生物墨水技术，精准引导组织内微血管生长

2024年11月29日，南极熊获悉，荷兰特温特大学的研究人员在生物打印领域取得了新的进展，开发了一种创新的生物墨水，能够在生物3D打印的组织中精确引导微血管的生长。

△这一突破性的研究发表在《先进医疗材料》杂志上，题为“基于适体的可编程生物墨水生物打印技术可调节4D多尺度微血管形态发生”（传送门）

技术研发背景

3D打印器官技术的发展有望彻底革新医学领域，特别是在解决器官衰竭和组织损伤问题上。然而，确保打印组织获取充分营养和氧气是其中的一大挑战。缺乏血管网络会导致组织无法有效获取养分和排除代谢废物，从而限制了它的功能性。因此，生物3D打印技术中实现血管化成为了至关重要的一步。

尽管组织工程师已经能够在生物打印过程中构建血管结构，但这些血管在后续的实验室培养或植入体内时，往往会发生不可预测的变化，这影响了工程组织的效能和稳定性。特温特大学的研究团队开发的可编程生物墨水，通过动态地控制血管的生长与重塑，有效解决了这一问题。这为创建具有长期功能性与适应性的工程组织开辟了新的途径。

△适体功能化的可编程生物墨水概述

这种先进的生物墨水通过整合称为适体的DNA片段进行定制，这些适体能够被编程来按需结合和释放生化信号。这种策略模仿了人体内组织微环境自然释放生长信号的方式，仅在需要时激活。这种生物墨水的特性使得它能够精确控制血管的形成，并根据组织的具体需求引导其发育。

特温特大学血管化实验室的研究人员Jeroen Rouwkema和Deepti Rana解释说：“我们之前开发的适体技术专注于递送促进血管生长的蛋白质，但这项新方法的独特之处在于它提供了时间和空间上的双重控制。通过结合基于挤压的生物3D打印技术，我们能够创造出能够模仿真实器官功能的组织。”

△可编程生物墨水的空间分辨率与适体互补序列(CS)触发相结合，可随时调节血管网络的自组织

目前，结合基于挤压的3D生物打印技术，这种可编程的生物墨水能够在受控的实验室环境中引导血管的精确生长。Rouwkema和Rana进一步阐述：“这将使我们更接近于设计出功能与真实器官类似的组织。”随着这项技术的进一步优化与应用，我们有理由相信，生物3D打印技术将在未来的医学领域发挥更加重要的作用。