爱丁堡大学研究人员利用3D打印血管改善心脏搭桥手术效果

2024年7月29日，南极熊获悉，英国爱丁堡大学宣称他们的研究团队开发出一种革命性的新型人造血管，这些血管利用最新的3D打印技术制造而成，与人体静脉的生物力学特性高度相似。这一创新有望彻底改变心血管疾病的治疗方法，特别是在心脏搭桥手术中的应用。

△爱丁堡大学的3D打印血管

爱丁堡大学工程学院的主要作者Faraz Fazal博士说：“我们的混合技术为组织工程中管状结构的制造开辟了新的和令人兴奋的可能性。”

△该研究的题目为“利用挤压打印和静电纺丝技术制造顺应性血管移植物”（传送门）

新型人造血管技术的革新与应用前景

传统上，心脏搭桥手术通常需要使用患者自身的静脉来替换或改变血流方向，但这种方法往往伴随疤痕、疼痛和感染的风险。据数据显示，英国每年约有2万例类似手术。相比之下，新开发的人造血管能显著降低这些风险，因为它们不仅坚固而且柔韧，并且能有效与人体组织融合。

△该研究开发了一种制造双层血管移植物的新方法，采用了一种混合生物3D打印和静电纺丝装置。a) 纤维增强型生物材料gelMA（甲基丙烯酰基明胶）结构制造步骤示意图。b) 混合3D打印和电纺装置。c) 全长血管移植物。d) 电纺纳米纤维增强型制造的gelMA移植物（比例尺：15毫米）。e) 使用镊子完全压缩的移植物（比例尺：2毫米）的自发荧光图像，f) 移除镊子上的力后完全恢复的移植物结构（比例尺：2毫米）。g) 制造的血管移植物横截面的数字图像，显示内部gelMA层和外部电纺纤维层（比例尺：0.4毫米）

为此，研究团队使用了一种两阶段的创新工艺，首先通过3D打印机制造出凝胶状的管状结构，然后利用静电纺丝技术加固，使其具备与天然血管相当的力学特性。这些人造血管的直径范围从1毫米到40毫米不等，可以满足不同的临床需求。测试表明，最终产品与天然血管一样坚固。

△采用扫描电子显微镜观察所制备管状结构的微观结构

爱丁堡大学工程学院首席研究员Norbert Radacsi博士说：“我们的研究成果解决了血管组织工程领域长期存在的挑战，生产出一种具有与人类静脉相似的生物力学特性的导管。有了持续的支持和合作，改善心血管疾病患者治疗方案的愿景可能会成为现实。”

这一研究成果发表在《先进材料技术》上，并且得到了赫瑞瓦特大学的合作支持。未来的研究将集中在动物模型和人体试验阶段，以验证这些新型血管在实际临床中的效果和安全性。

爱丁堡大学工程学院的研究人员对这一成果表示乐观，他们相信这一技术将为改善心血管疾病患者的生活质量带来重大突破，并为未来的组织工程研究开辟新的可能性。