科技成果

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成果名称: 植入式人工肝组织制造技术

成果登记号: 9612017J0032

第一完成单位: 西安交通大学

联 系 人: 于洋

成果类型: 基础理论

成果体现形式 : 论文

技术领域: 其他

应用行业: 制造业

成果简介:

        中国是肝病高发国家,存在大量患者需肝移植,但供体匮乏导致许多病人死亡,制造工程化人工移植物是根本解决途径。然而,人体肝脏内是多管路纵横交错,多细胞相互作用,多功能集于一体的复杂生物系统,一旦失去这种特定的结构,肝细胞很快便失去活性。因此,植入体内的人工肝组织的功能依赖于复杂管道组织结构。因此,根据肝组织的生理结构特征,利用先进制造技术将复杂微管道系统(门静脉、肝动脉、中央静脉、胆管、毛细血管)制造出来,是实现植入式肝组织具有肝脏替代功能的基础。课题经过2年多的研究,在以下方面取得技术突破:

      (1)建立了完整的人工肝组织体外构建方法。将肝组织从仿生设计、材料改性、多细胞共培养、肝组织可控制造等多方面集成,形成了以设计制造为突破的复杂生物组织的构建方法。发明了冰模制造肝组织支架的技术,保证了支架界面的微结构的可控制造,为多细胞肝组织体系构建提供基础。

      (2)发展人工肝组织多细胞培养及动物实验技术,使植入的人工肝组织存活时间有重大突破。通过成纤维细胞与肝细胞的共培养,植入高浓度鼠尾胶原水凝胶人工肝组织,在体内成活时间达到28天,国内尚无先例报道。人工肝组织厚度达到2mm以上,面积达到1.5cm×1.5cm。相对国外的二维平面小面积的制造,本课题实现三维结构的人工肝组织存活(如图3)。

     (3)获得了人工肝组织向自然肝组织转化特征。植入体内的人工肝组织的肝细胞发生了有规律的组合,形成了肝细胞索,这表征胆小管可逐步形成,相关结果在国内外刊物中未见报道。

     (4)研发了肝组织制造的3D打印装备。

       项目通过3D压印/打印成形技术构建可植入的人工肝组织,对人工肝组织的设计、制造、体外培养及动物实验进行了研究。