2024年9月20日，据资源库了解，哈佛大学Wyss研究所的科学家们开发出了一种突破性的3D打印技术，能够复制人体复杂的血管系统，该研究成果已发表在《先进材料》杂志上。

此次研究是与约翰·A·保尔森工程与应用科学学院（SEAS）联合完成的，双方合作的成果有望在再生医学、药物开发等领域带来重大进展。

同轴SWIFT技术：突破血管打印的新方法

这项全新的3D打印技术被命名为“同轴SWIFT”（co-SWIFT），其核心功能是生成嵌入人体心脏组织中的血管网络。与天然血管类似，这些3D打印的血管拥有中空的“核心”，外层由平滑肌和内皮细胞构成，完美模拟了人体血管的多层结构。

这项技术基于2019年开发的SWIFT生物打印技术，后者曾取得突破性进展，使科学家能够在充满活细胞的基质中打印空心通道。虽然SWIFT技术能够创建基础的血管通道，允许液体流动，但这些通道仅是简单的空腔，缺乏真实血管的多层结构，无法有效承受血流的压力。co-SWIFT在此基础上更进一步，打印出的血管不仅拥有空心通道，还添加了多层组织结构，极大增强了血管的强度和功能，能够承受血流压力，表现得更像天然血管。

创新co-SWIFT技术的工作原理：双通道

此次研究的第一作者、SEAS研究生保罗·斯坦基介绍说，团队的创新之处在于“核心-壳”式的喷嘴设计。这个喷嘴包含两个流体通道：一个用于喷射由胶原蛋白组成的“外壳”材料，另一个用于喷射由明胶组成的“核心”材料。这种设计不仅能够打印出复杂的分支血管结构，还能确保血管具备足够的强度来承受血液流动的压力。

为了验证co-SWIFT打印血管的功能，研究团队选择了与人体肌肉组织相似的胶原蛋白材料。在打印完成后，团队通过融化明胶核心，留下了空心的血流通道。随后，他们在外壳上附加了平滑肌细胞，并在内壁添加了内皮细胞，使得打印的血管具备与天然血管类似的生物功能。经过为期七天的测试，这些血管壁依然保持坚固，内皮细胞的存在降低了血管的渗透性，显示出其良好的功能表现。

实验室中的跳动心脏，一切“反应良好”

研究团队还进一步将co-SWIFT技术应用于活体心脏组织的打印。他们首先通过人体心脏细胞构建了名为心脏器官构建块（OBB）的小型细胞簇，并将这些细胞压缩成致密的固体结构。该结构类似于人体器官中的细胞排列方式，创造了一个更真实的实验环境。在此基础上，研究人员利用co-SWIFT技术在这些活体细胞基质中成功打印出血管网络。

在移除明胶核心并向血管灌注内皮细胞后，研究人员进行了为期五天的模拟血液灌注实验。实验结果显示，心脏组织“反应良好”，并表现出同步跳动的现象，表明这些组织处于健康且功能正常的状态。

值得一提的是，研究团队还通过患者的真实数据，成功3D打印出了左冠状动脉的血管模型。尽管距离实验室培育出可移植的器官还有一段距离，但此次研究成果无疑是朝着这一目标迈出的重要一步。这项技术的潜在应用不仅局限于器官移植，复制复杂的血管系统还为药物开发、疾病建模以及再生医学带来了新的可能性。

目前，研究团队正致力于进一步推动co-SWIFT技术的发展，特别是在提升打印血管网络的复杂性以及改善其与活体组织的整合方面。

2024年9月20日，据资源库了解，哈佛大学Wyss研究所的科学家们开发出了一种突破性的3D打印技术，能够复制人体复杂的血管系统，该研究成果已发表在《先进材料》杂志上。

此次研究是与约翰·A·保尔森工程与应用科学学院（SEAS）联合完成的，双方合作的成果有望在再生医学、药物开发等领域带来重大进展。

同轴SWIFT技术：突破血管打印的新方法

这项全新的3D打印技术被命名为“同轴SWIFT”（co-SWIFT），其核心功能是生成嵌入人体心脏组织中的血管网络。与天然血管类似，这些3D打印的血管拥有中空的“核心”，外层由平滑肌和内皮细胞构成，完美模拟了人体血管的多层结构。

这项技术基于2019年开发的SWIFT生物打印技术，后者曾取得突破性进展，使科学家能够在充满活细胞的基质中打印空心通道。虽然SWIFT技术能够创建基础的血管通道，允许液体流动，但这些通道仅是简单的空腔，缺乏真实血管的多层结构，无法有效承受血流的压力。co-SWIFT在此基础上更进一步，打印出的血管不仅拥有空心通道，还添加了多层组织结构，极大增强了血管的强度和功能，能够承受血流压力，表现得更像天然血管。

创新co-SWIFT技术的工作原理：双通道

此次研究的第一作者、SEAS研究生保罗·斯坦基介绍说，团队的创新之处在于“核心-壳”式的喷嘴设计。这个喷嘴包含两个流体通道：一个用于喷射由胶原蛋白组成的“外壳”材料，另一个用于喷射由明胶组成的“核心”材料。这种设计不仅能够打印出复杂的分支血管结构，还能确保血管具备足够的强度来承受血液流动的压力。

为了验证co-SWIFT打印血管的功能，研究团队选择了与人体肌肉组织相似的胶原蛋白材料。在打印完成后，团队通过融化明胶核心，留下了空心的血流通道。随后，他们在外壳上附加了平滑肌细胞，并在内壁添加了内皮细胞，使得打印的血管具备与天然血管类似的生物功能。经过为期七天的测试，这些血管壁依然保持坚固，内皮细胞的存在降低了血管的渗透性，显示出其良好的功能表现。

实验室中的跳动心脏，一切“反应良好”

研究团队还进一步将co-SWIFT技术应用于活体心脏组织的打印。他们首先通过人体心脏细胞构建了名为心脏器官构建块（OBB）的小型细胞簇，并将这些细胞压缩成致密的固体结构。该结构类似于人体器官中的细胞排列方式，创造了一个更真实的实验环境。在此基础上，研究人员利用co-SWIFT技术在这些活体细胞基质中成功打印出血管网络。

在移除明胶核心并向血管灌注内皮细胞后，研究人员进行了为期五天的模拟血液灌注实验。实验结果显示，心脏组织“反应良好”，并表现出同步跳动的现象，表明这些组织处于健康且功能正常的状态。

值得一提的是，研究团队还通过患者的真实数据，成功3D打印出了左冠状动脉的血管模型。尽管距离实验室培育出可移植的器官还有一段距离，但此次研究成果无疑是朝着这一目标迈出的重要一步。这项技术的潜在应用不仅局限于器官移植，复制复杂的血管系统还为药物开发、疾病建模以及再生医学带来了新的可能性。

目前，研究团队正致力于进一步推动co-SWIFT技术的发展，特别是在提升打印血管网络的复杂性以及改善其与活体组织的整合方面。