美科学家用棉花糖机造出血管_[新闻new]

发布时间：2021-09-13 16:28:24 阅读：次来源：胎压计厂家

网导读：借助棉花糖搅拌装置进行医疗再利用的想法乍听之下非常疯狂，其实不然。人体的毛细血管每根约10微米宽，向细胞输送氧气和营养物质，还能运输废料。人造毛细血管将会......

一说棉花糖，你可能就会想到热闹的集市或者游乐园，但是美国Vanderbilt（范德比尔特大学）的科学家让你对这种云絮般的甜点有了全新的认识。

科学家创造三维毛细血管脉络，保证细胞存货运作一周以上

人类探索人造器官的方式各种各样。2月，范德比尔特大学的机械工程助理教授LeonBellan在《先进医疗材料》（AdvancedHealthcareMaterials，AHM）期刊发表了一篇文章，介绍说利用40美元的棉花糖机器研制出了人造毛细血管的新方法。在这种全新的方式下，创造了三维毛细血管脉络，保证细胞存货运作一周以上。

借助棉花糖搅拌装置进行医疗再利用的想法乍听之下非常疯狂，其实不然。人体的毛细血管每根约10微米宽，向细胞输送氧气和营养物质，还能运输废料。人造毛细血管将会成为3D打印器官的重要部分，因为这些毛细血管可支持细胞和组织的生长。人造毛细血管的常见生产方法是静电纺丝，但后者是人体内原宽度的10倍。

LeonBellan表示，一些专家觉得这种方式有点荒诞。但是实验已表明，他们可以使用这种简单的技术创造一个微流体体系，来真实模拟人体内的三维毛细血管系统，并且还可以和细胞很好的共存。一般来说，创建二维网络并不难，但从二维跳到三维却很不容易；通过这种方法，他们将尽可能的让血管系统达到想要的样子。

包含微血管脉络的三维明胶板

科学家如何用棉花糖机制作血管的？

目前很多研究都在探索培育活体组织的可能性，最终将延伸到活体器官。为了让这些人造材料可用，科学家们需要创造一个让液体循环的通道，来模拟穿过人体组织的毛细血管。

范德比尔特大学的研究员采用了一种自上而下的方法------首先制作框架和毛细血管结构，然后填充活细胞。Bellan说，是课堂讲座启发了他用棉花糖机这个鬼才点子。于是他花了40刀买了一个棉花糖机。做出来的糖丝半径大概只有人类头发的十分之一，大概就是毛细血管的尺寸，所以可以用它们来制作人造材料中的通道结构。

平时大家经常把静电纤维类比作喷彩、起司酱或者棉花糖。实验团队只是把棉花糖当作模具，然后再在上面倒胶。硬化后的胶水就形成了人工毛细血管。

在构建系统的时候，他们还使用了一种叫做PNIPAM的材料，这种聚合物在30摄氏度（89华摄氏度）及以上不可溶，在该温度之下可溶。所以他们可以在构造人工毛细血管之后溶解掉棉花糖。

研究意义：或可制作出挽救生命的真实人造器官

LeonBellan在报告中表示：7天之后，有灌流通道的框架中90%的细胞依旧存活并可运行，而没有这些结构的，只有60%-70%的细胞存活。他们的目标是创造一个基础的工具箱，可以让其他研究人员使用这种简单、低成本的方法来制造人工血管，用以支持人工肝脏、肾脏、骨骼和其他器官的运行。

这项技术所制造出的人体器官并不是医学模型，而是可以挽救生命的真实人造器官。研究人员发现棉花糖机在离心旋转的过程中，那个糖融化成丝状，不仅蓬松而且呈现超细纤维的状态，这就像人体的毛细血管。

目前，这项技术还处于非常早期的阶段，不过目前研究人员已经取得了更大的进步。研究人员使用电纺材质生成的凝胶块，在一周的时间里通过10倍的稀释剂，让整个人造器官的造价变得更低。未来，使用这项技术，医院不再需要昂贵的专业3D打印机就可以制造人造器官，而一切所需的仅仅是一台40美元的棉花糖机。