本报讯 一种能够为任何3D打印器官快速设计血管网络的计算模型，可能让我们离无需供体即可移植人工肝脏、肾脏或心脏的目标更近一步。相关论文近日发表于《科学》。
器官衰竭患者通常需要器官移植，但全球仅有10%的移植需求得到了满足。为填补这一缺口，科学家正在实验室中研发3D打印器官的方法。但这些器官需要血管网络维持生命，而现有的血管网络设计方法需耗时数天甚至数周。
为解决这一问题，美国斯坦福大学的Alison Marsden团队构建了一种计算模型，可基于描述血管如何分支为更小血管的数学定律，为任意器官设计网络。
研究人员利用模型，为一个由肾细胞3D打印而成的1厘米宽环形结构设计了由25条血管组成的网络，整个过程仅用了几分钟。
随后，研究团队使用冷明胶颗粒将血管网络打印到环形结构中，再加热至37℃使明胶熔化，留下一个模拟血管1毫米宽的空心通道。研究人员持续向通道中泵入含氧气和营养物质的液体，以模拟正常血流。
一周后，与同样沐浴在血液样液体中且没有植入血管的相同肾细胞环相比，该环形结构的活细胞数量增加了约400 倍。
“我们能让靠近血管的细胞存活。”Marsden说，但距离较远的细胞会死亡，因为目前尚无法打印向这些区域输送营养的更细小、分支更多的血管。该团队正在探索解决这一问题的方法。
“他们无疑在突破可能性的边界。”法国巴黎-萨克雷大学的Hugues Talbot说。这种方法或许有朝一日能让科学家在数小时内完成全尺寸器官的血管网络设计，而非数天或数周。“以这种方法设计的血管网络，未来可能用于替代或至少补充在实验室培育的器官。”
研究人员首先需要开发将这些血管网络打印到大型器官中的方法。Marsden表示，如果进展顺利，他们希望5年内在猪身上测试3D打印器官。（王方）
相关论文信息：
https://doi.org/10.1126/science.adj6152