Towards organ printing: engineering an intra-organ branched vascular tree

doi:10.1517/14712590903563352

审查

.2010年3月；10(3):409-20.

doi:10.1517/14712590903563352。

朝向器官打印：构建组织内分支血管树

理查德·普·维斯康蒂¹, 弗拉基米尔·卡西亚诺夫, 胭脂红龙胆, 张静（音译）, 罗杰·马克瓦尔德, 弗拉基米尔·米罗诺夫

附属公司

PMID： 20132061
预防性维修识别码：项目经理4580374
内政部： 10.1517/14712590903563352

审查

器官打印：构建器官内分支血管树

理查德·普·维斯康蒂等。生物治疗专家. 2010年3月.

.2010年3月；10(3):409-20.

doi:10.1517/14712590903563352。

作者

理查德·普·维斯康蒂¹, 弗拉基米尔·卡西亚诺夫, 胭脂红Gentile, 张静（音译）, 罗杰·马克瓦尔德, 弗拉基米尔·米罗诺夫

附属

¹南卡罗来纳医科大学再生医学与细胞生物学系生物印迹研究中心，地址：173 Ashley Avenue，Charleston，SC 29425，USA。

PMID： 20132061
预防性维修识别码：项目经理4580374
内政部： 10.1517/14712590903563352

摘要

该领域的重要性：厚三维工程组织构建物的有效血管化是组织工程中的一个问题。与自然器官一样，组织工程组织内血管树必须由分层分支血管段网络组成。尽管有这一要求，但当前组织工程研究仍主要集中在大直径大血管或微血管网络的工程上。

本次审查涵盖的领域：基于血管组织球体进行自组装的能力，我们提出了器官打印或机器人添加生物制造生物体内分支血管树的新概念。

读者将获得什么：分析了这种机器人生物制造方法用于组织工程的组织内血管化的可行性和挑战，该方法基于使用自组装血管组织球体（包括临床相关的血管细胞源）的组织供体技术。

带回家的信息：如果没有有效的血管化，就不可能构建3D厚组织或器官。有效的组织内血管系统不能通过大直径血管和微血管的简单连接来建立。成功构建适合外科植入的功能性人体器官需要同时构建“内置”的组织内分支血管系统。器官打印可以通过“内置”的组织内分支血管树来实现人体器官构建物的生物制造。

PubMed免责声明

数字

**图1。维管树的设计**
A类肾血管系统的这一视图说明了器官内血管树分支模式的复杂性[30]。B类.维管树分支模式的分类。从左到右：对称、不对称、混合。C类.设计特定于患者的血管树“蓝图”的方案：（从上到右）图像采集；骨架化；骨骼化模型，（底部，从左到右）使用组织收缩系数放大骨骼化模型蓝图模型；维管树的最终打印片段。

**图2。印刷血管结构的印后演变**
A类由10个由人类血管平滑肌细胞组成的血管组织球体形成的生物制造的血管环。50%的球体是由红色荧光染色标记的细胞制成的，50%是由绿色荧光染色标记细胞制成的。组织球状融合过程中没有明显的细胞混合。B类在由人类平滑肌细胞组成的组织球体生物制造的环状组织构建体中，在组织融合期间改变形态和几何形状的顺序步骤。内环直径明显减小，而单个组织球体的直径没有变化。C类收缩系数与细胞聚集物（组织球体）数量之间存在非线性关系。D类.方案演示了将环形组织构建物中紧密放置的组织球体形态变化计算为环状组织构建物。在组织融合过程中，组织球体的直径是恒定的，而环形结构的内径则显著减小。电子.组织融合期间管状血管组织构建中形态变化的计算机模拟（使用“Surface Evolver”软件）。最初的管状血管组织结构变得越来越短、越来越窄。组织球状填料的六边形图案清晰可见。

**图3。利用“内置”组织内分支血管树对器官结构进行生物打印的方案**
A类.实心血管组织球体（红色=内皮细胞；绿色=平滑肌/周细胞）。B类.具有单个管腔的单层血管组织球体（红色=内皮细胞；绿色=平滑肌/周细胞）。C类具有内部微血管网络的组织特异性球体（黄色=组织特异性细胞；红色=微血管）。D类.使用实心血管组织球体对大直径血管段进行生物打印。电子.使用单腔的单层血管组织球体对中等直径血管段进行生物印迹。F类使用具有内部微血管网络的组织特异性球体对器官片段进行生物打印**G公司**使用所有三种类型的组织球体对血管化器官片段进行生物印迹。

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