科技日报记者 张佳欣
新一期《科学》杂志刊登了美国斯坦福大学开发出一种新算法，可用于设计和3D打印高度复杂的“血管树”。该成果向定制化打印人类心脏、肾脏、肝脏等器官迈出了关键一步。
人体血液通过大动脉进入器官，随后进入密集的毛细血管网络，为周围组织提供氧气和养分，并最终汇流离开器官。
此次，团队开发出一种新算法，能够快速生成与真实器官高度相似的“血管树”模型，并确保血流均匀分布，避免血管间碰撞。该算法将建模速度提高了约200倍，仅用约5小时即生成一个用于构建人体心脏血管的树状计算机模型。模型包含多达100万个血管分支，其中任何一个细胞到最近血管的距离都只有100到150微米，足以维持细胞存活。
团队还使用3D生物打印技术，在一个由人类胚胎肾细胞组成的厚环状结构中嵌入25条血管通道，通过它输送富含氧气和营养物的液体，证实了该结构能够维持细胞存活。
目前打印出的“血管”仍只是通道，并不具备功能性血管所需的肌肉细胞、内皮细胞和结缔组织等成分。但团队已在尝试让无法直接打印出的微细血管通过细胞自组织方式自行生长。
