去年十月全球首創(chuàng )3D生物血管打印機問(wèn)世之后，國家“863計劃”3D生物打印促進(jìn)人工血管內皮化的研發(fā)項目近日獲得了階段性重大技術(shù)突破。3D生物打印的血管在動(dòng)物體內實(shí)驗取得了成功，這也標志著(zhù)困擾臨床半個(gè)世紀的人工血管內皮化問(wèn)題成功找到了解決的方法，具有重要的現實(shí)意義。

3D生物打印血管移植實(shí)驗取得成功

科研人員利用取自恒河猴自體的脂肪間充質(zhì)干細胞制備成3D生物打印墨汁，應用自主研發(fā)的3D生物血管打印機構建出具有生物活性的血管，并用其置換恒河猴體內一段長(cháng)2厘米的腹主動(dòng)脈。經(jīng)過(guò)連續監測和長(cháng)達數月觀(guān)察，3D生物打印的血管不僅與恒河猴自身腹主動(dòng)脈完全融為一體，而且血管的結構、功能與恒河猴自身主動(dòng)脈也完全一致。

國家“千人計劃”專(zhuān)家康裕建說(shuō)：“我們現在能看到，在5天之內內皮層出現，同時(shí)平滑肌層也出現，在28天，所有這些組織分化都能完成，就是我們移植進(jìn)去的組織和正常的組織就沒(méi)有區分，成為了正常血管，這是從來(lái)沒(méi)有見(jiàn)過(guò)的?！?/p>

截至目前，科研人員已對30只恒河猴進(jìn)行3D生物打印血管體內植入實(shí)驗，實(shí)驗動(dòng)物術(shù)后存活率為100%，各項生理指標均未發(fā)現異常。

中國科學(xué)院院士戴尅戎表示，這個(gè)成果的主要價(jià)值不是在于打出一根血管，而是通過(guò)打出一根血管來(lái)解決怎么供應血管細胞和各種活性物質(zhì)的手段，這種手段將來(lái)打血管有用，打實(shí)質(zhì)的肝臟有用，打腎臟也有用，打其他的東西都有用。

3D打印的血管究竟如何來(lái)進(jìn)行動(dòng)物的體內實(shí)驗，科研人員如何對實(shí)驗動(dòng)物進(jìn)行長(cháng)期的監測，我們需要進(jìn)一步了解。

央視記者從實(shí)驗室看到：實(shí)驗人員將一段3D打印的生物血管植入到動(dòng)物體內，實(shí)驗的對象是一只6歲的恒河猴，科研人員將一段內徑4毫米、長(cháng)度2厘米的3D打印的生物血管植入到一只恒河猴的腹主動(dòng)脈上。

3D生物打印血管各項指標需要長(cháng)期監測

3D生物打印的血管外觀(guān)上和普通人工血管很像，但實(shí)際上內部由生物磚組成的生物墨汁才是其最為核心的關(guān)鍵部分。所謂生物磚，其實(shí)就是一種精準的具有仿生功能的干細胞培養體系。不到兩個(gè)小時(shí)，這段3D生物打印的血管就被植入到了恒河猴體內。與此同時(shí)，科研人員對早已進(jìn)行過(guò)血管植入手術(shù)的恒河猴進(jìn)行各種數據指標的長(cháng)期監測。

科研人員介紹，這樣的超聲波檢測基本上每?jì)芍芫鸵鲆淮?，監測植入的3D生物血管中是否會(huì )出現血栓以及新植入血管和動(dòng)物本身血管的相融情況。

3D生物打印血管動(dòng)物載體實(shí)驗取得成功之后，距離我們的臨床醫學(xué)路還有多遠？這一科研成果究竟具有怎樣的現實(shí)意義？

康裕建表示，脂肪間充質(zhì)干細胞在臨床上應用的安全性是很好的，現在用人工血管來(lái)做移植，可以用一個(gè)能創(chuàng )造出自己血管的3D打印的人工血管來(lái)替代，一個(gè)月之內就能得到一個(gè)完完全全的和自己一樣的血管，這個(gè)也是人類(lèi)有史以來(lái)從來(lái)沒(méi)有過(guò)的嘗試。

3D生物打印血管對心血管疾病治療具有重大意義

研究表明，心血管疾病死亡率遠遠高于癌癥和艾滋病，是危害人類(lèi)健康的第一殺手，其中，血管支架和人工血管置換的市場(chǎng)需求規模巨大。專(zhuān)家介紹，3D生物打印血管動(dòng)物載體實(shí)驗成功之后，研究團隊下一步將向有關(guān)監管機構申請臨床試驗，這一成果不僅有望為全球近18億心血管疾病患者帶來(lái)新的希望，也將對干細胞技術(shù)的臨床應用具有重大意義。

康裕建說(shuō)，我們現在做的這種嘗試和實(shí)驗，會(huì )展示出一個(gè)全新的方向，這個(gè)方向就是我們體內有自主修復的能力，當把原料送到體內之后，在體內組織的自主調解下，分化成自己的組織，所以應該說(shuō)是在干細胞領(lǐng)域里提供了一個(gè)嶄新的理論研究方向和實(shí)際應用方向。

日趨成熟3D打印技術(shù)

3D打印技術(shù)的應用技術(shù)已日趨成熟。在再生醫療領(lǐng)域，早前日本多家科研機構就在研究使用3D打印技術(shù)生產(chǎn)血管等復雜組織。日本佐賀大學(xué)將iPS細胞(人體誘導多功能干細胞)培育出的細胞群打印成管狀結構，制成血管。京都大學(xué)利用3D打印技術(shù)制成包裹著(zhù)神經(jīng)的筒狀組織，并將其移植到實(shí)驗鼠身上，實(shí)現了神經(jīng)的再生。日本政府預計到2020年前后，iPS細胞將可用于治療心臟病等疾病，正在加緊掌握與人體組織形狀相近的人造立體組織移植技術(shù)。

我國浙江大學(xué)醫學(xué)院歐陽(yáng)宏偉教授團隊在國家重大研究計劃課題的支持下，以干細胞作為種子，通過(guò)3D技術(shù)打印出模擬細胞的微環(huán)境作為土壤，促進(jìn)干細胞分化遷移的刺激因子作為化肥，探索出對骨關(guān)節炎改善的有效方法。

隨著(zhù)3D打印技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，未來(lái)在臨床醫學(xué)上的應用前景不可限量，同時(shí)也將對干細胞技術(shù)的臨床應用提供新的研究方向。