3D打印脑血管模型助力动脉粥样硬化研究
POSTECH团队构建体外狭窄脑血管模型
韩国科学家开发出创新性三维生物打印技术，可构建具有生理相关性的狭窄脑血管模型。该研究由浦项科技大学(POSTECH)Dong-Woo Cho教授、Wonbin Park博士与釜山国立大学Byoung Soo Kim教授、Min-Ju Choi研究员联合团队完成，相关成果于2025年6月24日在线发表于《先进功能材料》期刊。
研究团队采用嵌入式同轴生物打印技术，快速制造出具有可控管腔狭窄的可灌注血管导管。特别开发的复合生物墨水包含猪主动脉脱细胞细胞外基质、胶原蛋白和海藻酸钠，既保证机械强度，又提供支持内皮细胞附着的生物信号。实验中将人类脐静脉内皮细胞和脑微血管内皮细胞封装在打印血管中，模拟正常与狭窄血管的血流条件。
该模型成功再现了动脉粥样硬化血管的三大特征：计算流体力学模拟与示踪微球实验确认狭窄区域产生紊乱血流；内皮细胞持续覆盖并表达CD31、血管内皮钙粘蛋白和ZO-1等连接蛋白；选择性渗透特性维持成熟内皮屏障功能。实验发现异常血流显著上调炎症标志物表达，为研究血流扰动引发的内皮炎症机制提供了可靠平台。
"这项技术突破在于实现解剖结构与生理功能的双重再现"，Kim教授指出。该体外模型突破传统实验局限，既可减少动物实验依赖，又能提升药物筛选和毒性评估的可靠性。未来通过整合脑特异性细胞外基质、血管支持细胞共培养及患者来源细胞，将向个性化疾病建模迈进。研究团队正探索与类器官芯片平台及人工智能分析系统的整合，以实现实时监测治疗反应的技术升级。
这项突破性技术将为中风和动脉粥样硬化等疾病的治疗研究开辟新途径，加速转化医学和精准医疗的发展进程。
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