器官芯片与微血管制造

作     者：黄棣 陈维毅 

作者机构：太原理工大学生物医学工程学院 

出 版 物：《医用生物力学》 (Journal of Medical Biomechanics)

年 卷 期：2024年第S1期

页      面：280-281页

核心收录：

学科分类：0831[工学-生物医学工程（可授工学、理学、医学学位）] 08[工学] 0836[工学-生物工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目 12272253 

摘      要：目的 3D打印有望实现人体复杂组织或器官的精准构建,静电辅助打印进一步提高了打印的精密度和分辨率,同轴打印可实现高分辨率管道结构制造,这为设计和构造人体组织精密结构和功能提供了可能。方法 基于同轴打印构建了小尺寸人工微血管,利用静电辅助制备尺度均匀的海藻酸盐微球,通过反蛋白石法构建类肺泡三维多孔凝胶肺器官芯片。结果 利用同轴打印构建微血管互穿网络,获得了高强、高破裂压力,并且抗凝血、生物相容性良好的聚乙烯醇/海藻酸盐复合人工微血管。通过芯片控制单元,模拟人体肺部呼吸,实现独特的肺泡“扩张-收缩周期运动及气液界面,验证h AECs在肺器官芯片中生长、黏附与细胞连接等情况。通过光镜观察到肺器官芯片内周期性“扩张-收缩作用下细胞生长良好,周期性“扩张-收缩作用后,活死染色无明显差异;相比于在静止培养的h AECs,进行周期性拉伸-收缩作用后的ZO-1蛋白于细胞膜表达更加明显,细胞炎症因子IL-8、IL-6、IL-1b、MCP-1和GM-CSF蛋白水平变化差异无统计学意义。结论 可利用3D打印构筑仿生人体组织或器官,实现了微血管的精确控制,类肺泡三维多孔凝胶肺器官芯片可以实现肺的生理性周期性“扩张-收缩作用和气液界面。