23日從北京協和醫院獲悉，該院肝臟外科團隊攜手多家研究機構在人工肝臟領域取得兩項突破性進展。團隊使用懸浮打印技術和全息晶格聲鑷技術，構建了帶有肝臟靜脈結構的新型人工肝臟（HEALs），以及在活性和功能方面更具優勢的肝臟組織模型，為肝臟移植替代供體探索了潛在路徑，讓組織工程技術更快捷高效成為可能。相關成果近期發表于《生物材料》雜志。
人體器官的功能和結構極為復雜，以人體最大的器官肝臟為例，成人肝臟由大約50萬—100萬個六邊形結構的肝小葉組成，約一萬億個細胞和致密交錯的血管及膽管網絡行使著代謝、合成、解毒等500多項重要功能。如何讓人工肝臟具備上述功能？近年來，包括類器官、微流控芯片、3D生物打印在內的體外組織工程技術，已經成為再生醫學的重要發展方向，并應用于平面和管狀組織的構建。然而，這些技術都存在著各自的局限性。
此次研究團隊以“全向懸浮打印基質網絡”為支持介質，成功打印出具有靜脈結構的HEALs。研究發現，與傳統3D打印肝臟相比，HEALs實現了厘米級組織構建，并在肝功能表達、移植后血管新生方面表現出顯著優勢，未來可用于藥物篩選、基礎研究、肝臟移植物替代。
與此同時，該研究團隊還與其他團隊合作，開展了利用全息晶格聲鑷技術構建體外仿生3D肝臟模型的研究。
全息聲鑷技術是運用聲學手段捕獲、組裝、移動和篩選細胞的一項技術，但其應用于生物模型構建領域仍存在局限性，如使用該技術對細胞生物活性與功能的影響尚不明確。
對此，研究團隊進行了針對性調整。他們發現，與傳統3D培養模型相比，全息晶格聲鑷作用后的原代肝細胞在一分鐘內可以生成大量自組裝的肝細胞球狀體，不僅速度快，而且體外培養后肝細胞球狀體的直徑會顯著增加，蛋白合成代謝、糖代謝、解毒等核心功能也會顯著增強。
研究團隊表示，全息晶格聲鑷技術具有非接觸、無損傷、精確靈活、圖案化過程迅速等獨特優勢，在構建體外3D模型方面展現出巨大潛力。
