ArtiVasc 3D是由歐盟支持的一個研究項(xiàng)目，該項(xiàng)目的目的就是要推出一種微型和納米級制造技術(shù)，以打造出帶血管的人造組織。這意味著使用營養(yǎng)物質(zhì)與具有新陳代謝能力的組織和通過ArtiVasc 3D的技術(shù)制造的“生物人造帶血管皮膚”一起有可能成為首個能夠創(chuàng)建出替代組織供人類使用的系統(tǒng)。

在該項(xiàng)目中，有一支由生物材料開發(fā)、血管生成、組織工程、細(xì)胞—基質(zhì)相互作用和快速制造等領(lǐng)域?qū)＜医M成的多學(xué)科研究團(tuán)隊(duì)正共同工作，通過完全自動化、標(biāo)準(zhǔn)化的制造方法來創(chuàng)建出可以用作移植材料的組織，該組織可以用于人類的創(chuàng)傷治療。該研究團(tuán)隊(duì)還表示，他們正在開發(fā)的組織相當(dāng)于一種體外皮膚，非常適合用于化妝品、藥品和化學(xué)物質(zhì)行業(yè)的檢測。

目前，該項(xiàng)目的工作重點(diǎn)是創(chuàng)造出一個人造的、三層“灌注皮膚模型（perfused skin model）”

在弗勞恩霍夫激光技術(shù)研究所（ILT）的領(lǐng)導(dǎo)下，該研發(fā)團(tuán)隊(duì)已經(jīng)開發(fā)出了一種3D打印工藝，可以用于制造人造血管。而這一成果使得該團(tuán)隊(duì)找到了一種培養(yǎng)全層皮膚模型的方法——這種方法可以獲得更大的層厚度。

血管是整個技術(shù)的關(guān)鍵，這也是在軟組織開發(fā)過程中最具挑戰(zhàn)性的問題之一。它需要有一種方法來向諸如人造皮膚這樣的多層組織里的細(xì)胞供給營養(yǎng)。只有這樣，它才有可能生成上層皮膚——表皮和真皮。目前科學(xué)家們在人體以外獲得的這種多層組織厚度僅有200微米，但是一個完整的皮膚系統(tǒng)包括皮下組織，其厚度可以達(dá)到幾毫米。

ArtiVasc 3D說，他們的目標(biāo)是“通過人造血管的開發(fā)使得在體外培養(yǎng)復(fù)雜的多的組織成為可能。”

為了做到這一點(diǎn)，ILT的科學(xué)家們說，他們已經(jīng)將噴墨技術(shù)與光固化技術(shù)結(jié)合了起來。通過這些方法，他們已經(jīng)以很高的分辨率構(gòu)建出一種多孔的毛細(xì)血管，其層厚度僅有20微米。同時，利用數(shù)學(xué)模擬，他們還開發(fā)出了構(gòu)建這些分支結(jié)構(gòu)所需要的數(shù)據(jù)。這意味著該結(jié)構(gòu)將可實(shí)現(xiàn)血液的均勻供應(yīng)。

為此，科學(xué)家們還專門開發(fā)出了一種丙烯酸酯基的合成聚合物，這樣就可以制造出孔徑在幾百微米范圍內(nèi)的優(yōu)化血管。與常規(guī)方法相比，ArtiVasc 3D的方法首次在這一尺度水平獲得了毛細(xì)和具有生物相容性的血管。

“我們已經(jīng)開發(fā)出一套“工具箱”，對應(yīng)各種不同的材料、形狀和尺寸都有相應(yīng)的解決辦法。您可以把它看成一個完全自動化生產(chǎn)人造血管的過程鏈的前身。”科學(xué)家們在其總結(jié)報(bào)告中說，“該項(xiàng)目的另一個亮點(diǎn)是在一種新型的生物反應(yīng)器中成功地實(shí)現(xiàn)了脂肪組織的增生。我們將脂肪組織與現(xiàn)有的皮膚模型相結(jié)合，可以制造出厚度達(dá)12毫米的全層皮膚模型。”

ArtiVasc 3D團(tuán)隊(duì)表示，這個項(xiàng)目將為未來3D組織工程學(xué)更加大膽的壯舉奠定基礎(chǔ)，比如更大的組織結(jié)構(gòu)、甚至是整個器官的構(gòu)造。