体外类器官血管网络人工制造的方法2024-05-11 08:58:18
在以上方法中,除了宿主体内移植,其他方法仍然不能实现类器官内部有效的血流灌注。随着类器官技术的快速发展,研究人员开始尝试人工制造血管网络,再借助微流控器官芯片技术来实现类器官的体外血液供应。MURPHY等总结了体外类器官血管网络人工制造的两种方法,即预模式化通道和自组装网络。预模式化通道是指在类器官内部设计空心通道网络结构,在通道内部接种内皮细胞,从而实现类器官内部的液体流动。PAEK等将混有干细胞的水凝胶加入含有两个微针的微流控装置内,干细胞通过自组织形成一定结构后取出微针,内部便形成两个空心通道,再在通道内接种内皮细胞,从而实现营养物质或药物的传递,但这种方法也有很大的局限性,无法产生分支和网络结构。另一些方法如软光刻、光烧蚀、光降解或3D打印技术则能构建复杂网络的空心管状结构,但显然这些方法对设备和材料要求都比较高。自组装血管网络是基于干细胞自我重组的特性,在特定体外培养条件下,内皮细胞自组装成未闭和网络化的微血管样组织,再结合微流控芯片,建立体外血管生成模型。WHISLER等将人脐静脉内皮细胞接种在纤维蛋白凝胶中,并与人肺成纤维细胞一起培养在一个具有3条平行的流体通道的微流控芯片上,24h内人脐静脉内皮细胞可自发形成血管网络。
WANG等整合血管生成和内皮细胞衬里策略,通过多步骤过程在微流控装置中开发完整且可灌注的动脉/静脉和毛细血管微血管网络,证明了自组织形成的毛细管网络与内皮细胞衬里微流控通道之间的吻合作用。由以上可知,在类器官培养中利用微流控芯片模拟血管网络使类器官在体外得以长期维持生长,为疾病模拟和药物筛选提供了更为便捷的平台,但大多数现有的微流控设备不能很好地反映体内血液流动的复杂性,并且对技术设备要求也比较高。
出自《血管化类器官的构建策略》作者:刘明昱,范文。
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