31、利用磁场构建肝血管网络

利用磁场构建肝血管网络

1. 体外3D组织制造研究背景

体外三维（3D）组织制造是移植领域的重要研究课题。为了开发替代真实组织和器官的替代品，构建人工组织是必要的。

早期，构建无血管和薄的组织（如皮肤和软骨）有多种方法，如细胞片工程和3D生物打印。然而，细胞密集组织中营养物质和氧气的扩散有限，厚度超过200μm的3D细胞密集组织难以维持细胞存活。因此，构建能将营养物质和氧气扩散到3D组织中细胞的血管网络是必不可少的。人体中的血管化组织包含从毫米级静脉到微米级毛细血管网络的各种分支血管，所以分支血管网络对于实现可灌注组织至关重要。

目前构建3D人工组织血管结构的方法有：
- 细胞片工程 ：通过将内皮细胞夹在两个细胞片之间设计简单的血管网络。
- 水凝胶微块组装 ：将嵌入细胞的水凝胶制成小块，组装成类似血管的微管。
- 3D打印方法 ：
- Miller等人打印碳水玻璃的刚性3D细丝网络作为晶格结构，然后溶解玻璃骨架在3D组织中创建血管网络。
- Bertassoni等人打印琼脂糖纤维，在细胞负载的甲基丙烯酸明胶（GelMA）水凝胶中构建线性、分支和晶格结构的血管结构。
- Lee等人用明胶制造较大的血管通道，并通过打印相邻的毛细血管网络连接它们。

不过，3D打印方法构建具有分支结构的3D血管网络存在困难：
- 组织组装速度取决于目标大小和打印速度，组织越大，组装时间越长。
- 打印材料限于可打印和生物相容性元素。
- 打印多层结构时，底层容易塌陷。