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如何构建还原肝脏复杂结构？我国学者给出了新方案
2024年07月24日 11:55:41
来源：化工仪器网 作者：小王 点击量：5468
肝脏作为人体中至关重要的器官，是体内代谢的中心站，参与多种物质的代谢过程。同时，肝脏还具备解毒功能、凝血功能，并且发挥着免疫防御作用。而这些功能与肝脏复杂的结构有着密切的联系。
【化工仪器网 行业百态】肝脏作为人体中至关重要的器官，是体内代谢的中心站，参与多种物质的代谢过程。同时，肝脏还具备解毒功能、凝血功能，并且发挥着免疫防御作用。而这些功能与肝脏复杂的结构有着密切的联系。
肝脏的基本结构为肝小叶，肝小叶呈多面棱柱体状，以中央静脉为中心，肝细胞单层排列形成肝板向周围放射状走向。而这些肝细胞具有多种功能面，如肝血窦面、胆小管面等。肝细胞之间通过紧密连接、桥粒和缝隙连接等结构相互耦联成群，从而扩大肝细胞的各种功能。此外，肝脏中还有双重血液供应系统，并且分布着复杂的胆管系统，这些结构维系着肝脏的代谢和解毒。
用更加直观的数据来说明，成人肝脏由大约50万—100万个六边形结构的肝小叶组成，约一万亿个细胞和致密交错的血管及胆管网络行使着代谢、合成、解毒等500多项重要功能。也正因如此，现代医学想要构建并修复肝脏面临着非常多的局限。如何发展包括类器官、微流控芯片、3D生物打印在内的体外组织工程技术，实现人工肝脏和肝脏组织模型构建工作，成为了再生医学的重要研究方向。
而关于这个问题，我国学者似乎给出了一个新的方案。近日，北京协和医院肝脏外科团队携手多家研究机构在人工肝脏领域取得两项突破性进展。相关团队成功使用悬浮打印技术和全息晶格声镊技术，构建了带有肝脏静脉结构的新型人工肝脏(HEALs)，以及在活性和功能方面更具优势的肝脏组织模型。
据悉，团队采用了“全向悬浮打印基质网络”作为支持介质来实现对肝脏组织的精准打印，而打印出的HEALs与传统3D打印肝脏相比实现了厘米级组织构建，且在肝功能表达、移植后血管新生方面表现出显著优势。在小鼠实验中，移植到小鼠体内的HEALs在两周后便可以观察到血管新生，证明了其在生物体内的活性和功能性。
全息晶格声镊技术是一种运用声学手段捕获、组装、移动和筛选细胞的技术。具有非接触、无损伤、精确灵活、图案化过程迅速等独特优势，被形象地比喻为“隔空取物”技术。团队对其进行了针对性调整，使其可以用于仿生3D肝脏模型构建。
用该技术构建体外仿生3D肝脏模型与传统方法相比，作用后的原代肝细胞在1分钟内就可以生成大量自组装的肝细胞球状体，不仅速度快，而且体外培养后肝细胞球状体的直径显著增加，蛋白合成代谢、糖代谢、解毒等核心功能也显著增强。
并且，这也是全息声镊技术应用于生物模型构建领域的一次突破，一定程度上为后续解决该技术运用于相关领域的局限性提供了重要的思路，激发了其在构建体外3D模型方面的巨大潜力。
简单地说，这两项研究成果不仅为肝脏再生医学带来了新希望，也为无法及时获得肝脏移植的患者提供了潜在的救命之道。新技术的出现，标志着在肝脏再生领域取得了重要进展，未来的肝脏移植和药物筛选逐渐开始形成极具潜力的解决方案。
本文参考资料来源：科技日报、中国青年报
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