同軸懸浮打印構(gòu)建等效動(dòng)脈粥樣硬化模型

供稿人：趙廷澤 連芩 供稿單位：西安交通大學(xué)機(jī)械制造系統(tǒng)工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

心血管疾病（CVDs）是全世界死亡的主要原因，每年約奪走1790萬人的生命。動(dòng)脈粥樣硬化作為心血管疾病的主要前兆，主要發(fā)生在動(dòng)脈的狹窄、彎曲以及分支處。為了研究動(dòng)脈粥樣硬化的病理，北京理工大學(xué)的高戈教授和韓國浦項(xiàng)科技大學(xué)的Dongwoo Cho教授使用同軸懸浮3D打印的方式，建立了一個(gè)等效體外動(dòng)脈粥樣硬化模型，如圖1A所示。

其中支撐浴使用來源于血管組織的脫細(xì)胞外基質(zhì)，并在其中混合人真皮成纖維細(xì)胞（HDFs）。三同軸噴頭分別連接了犧牲墨水，以及分別含有人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞（HUVECs）、人冠狀動(dòng)脈平滑肌細(xì)胞（HCASMCs）的生物墨水，制造了與天然血管生理結(jié)構(gòu)相似的三層結(jié)構(gòu)。通過控制打印路徑和移動(dòng)速度，實(shí)現(xiàn)了具有可控形狀的三層動(dòng)脈結(jié)構(gòu)，包括規(guī)則型、狹窄型以及彎曲型，如圖1B所示。

圖1 體外動(dòng)脈粥樣硬化模型

隨后，通過誘導(dǎo)內(nèi)皮功能障礙，在該體外模型再現(xiàn)了早期的動(dòng)脈粥樣硬化。并使用該模型研究了阿伐他汀（降血脂藥）對于泡沫細(xì)胞形成的抑制作用與調(diào)控機(jī)理。

總體而言，該研究中所提出的制造策略和最終的動(dòng)脈粥樣硬化等效模型突出反映了3D打印技術(shù)的優(yōu)勢，拓寬了3D打印技術(shù)的生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用，特別是在研究心血管疾病（CVDs）的病理生理學(xué)和開發(fā)有效療法的藥物方面的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：
Gao, Ge, et al. "Construction of a Novel In Vitro Atherosclerotic Model from Geometry‐Tunable Artery Equivalents Engineered via In‐Bath Coaxial Cell Printing." Advanced Functional Materials (2020): 2008878.