愛丁堡大學研究人員利用3D打印血管改善心臟搭橋手術效果

2024年7月29日，南極熊獲悉，英國愛丁堡大學宣稱他們的研究團隊開發(fā)出一種革命性的新型人造血管，這些血管利用最新的3D打印技術制造而成，與人體靜脈的生物力學特性高度相似。這一創(chuàng)新有望徹底改變心血管疾病的治療方法，特別是在心臟搭橋手術中的應用。

△愛丁堡大學的3D打印血管

愛丁堡大學工程學院的主要作者Faraz Fazal博士說：“我們的混合技術為組織工程中管狀結構的制造開辟了新的和令人興奮的可能性�！�

△該研究的題目為“利用擠壓打印和靜電紡絲技術制造順應性血管移植物”（傳送門）

新型人造血管技術的革新與應用前景

傳統(tǒng)上，心臟搭橋手術通常需要使用患者自身的靜脈來替換或改變血流方向，但這種方法往往伴隨疤痕、疼痛和感染的風險。據(jù)數(shù)據(jù)顯示，英國每年約有2萬例類似手術。相比之下，新開發(fā)的人造血管能顯著降低這些風險，因為它們不僅堅固而且柔韌，并且能有效與人體組織融合。

△該研究開發(fā)了一種制造雙層血管移植物的新方法，采用了一種混合生物3D打印和靜電紡絲裝置。a) 纖維增強型生物材料gelMA（甲基丙烯�；�明膠）結構制造步驟示意圖。b) 混合3D打印和電紡裝置。c) 全長血管移植物。d) 電紡納米纖維增強型制造的gelMA移植物（比例尺：15毫米）。e) 使用鑷子完全壓縮的移植物（比例尺：2毫米）的自發(fā)熒光圖像，f) 移除鑷子上的力后完全恢復的移植物結構（比例尺：2毫米）。g) 制造的血管移植物橫截面的數(shù)字圖像，顯示內部gelMA層和外部電紡纖維層（比例尺：0.4毫米）

為此，研究團隊使用了一種兩階段的創(chuàng)新工藝，首先通過3D打印機制造出凝膠狀的管狀結構，然后利用靜電紡絲技術加固，使其具備與天然血管相當?shù)牧�學特性。這些人造血管的直徑范圍從1毫米到40毫米不等，可以滿足不同的臨床需求。測試表明，最終產(chǎn)品與天然血管一樣堅固。

△采用掃描電子顯微鏡觀察所制備管狀結構的微觀結構

愛丁堡大學工程學院首席研究員Norbert Radacsi博士說：“我們的研究成果解決了血管組織工程領域長期存在的挑戰(zhàn)，生產(chǎn)出一種具有與人類靜脈相似的生物力學特性的導管。有了持續(xù)的支持和合作，改善心血管疾病患者治療方案的愿景可能會成為現(xiàn)實�！�

這一研究成果發(fā)表在《先進材料技術》上，并且得到了赫瑞瓦特大學的合作支持。未來的研究將集中在動物模型和人體試驗階段，以驗證這些新型血管在實際臨床中的效果和安全性。

愛丁堡大學工程學院的研究人員對這一成果表示樂觀，他們相信這一技術將為改善心血管疾病患者的生活質量帶來重大突破，并為未來的組織工程研究開辟新的可能性。