人工血管的生物打印：朝着艰巨目标的当前方法

自由形式制造技术，通常称为'3D打印'，目前正在针对生物和生物相容材料的处理以及特别是管状结构的制造进行测试。这些计算机控制的方法通过逐层沉积或逐层交联材料组装3D物体。例如，它们使用基于喷嘴的水凝胶和细胞的沉积，按需滴液喷墨打印细胞悬浮液并随后的交联，采用选择性照射光的逐层交联合成或生物聚合物，甚至激光诱导单细胞沉积。对于管状结构的需求日益成为为3D组织工程提供封装细胞的重要因素，甚至在未来应用（如血管移植物）方面。预计提供具有定制分支几何形状的生物相容或生物材料制成的管道的潜力，推动了患者特定血管化组织替代物、组织工程血管和基于生物的血管移植物的未来愿景。我们在这里回顾了将创新的自由形式制造流程与基于生物和可生物降解材料结合的早期尝试。所介绍的研究提供了许多重要的概念证明，例如将可存活细胞整合到计算机控制流程中的可能性，以及通过生成灌注通道网络在水凝胶基质中提供细胞的可行性。在生成复杂形状和高长宽比管状结构方面的一些令人印象深刻的结果展示了增材装配方法的潜力。然而，很明显，仍然存在重大挑战，即在生物功能（支持细胞功能的属性）、物理化学功能（打印材料的机械属性）和与过程相关的（粘度、交联能力）功能方面，同时满足所有材料要求，以实现生物制造人工血管的这一艰巨目标。