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作者：

呂為康，于浩然，Abdellah Aazmi，娜仁圖雅，程萬里，俞夢飛，王震，許曉斌，楊華勇，馬梁

機構：

浙江大學

Citation：

Lv W K, Yu H R, Aazmi A, Naren T, Cheng W L, Yu M F, Wang Z, Xu X B, Yang H Y, Ma L. 2025. Construction of complex three-dimensional vascularized liver tissue model in vitro based on a biphasic cell-laden embedding medium. Int. J. Extrem. Manuf.7035002.

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https://doi.org/10.1088/2631-7990/ada836

撰稿：文章作者

1. 文章導讀

肝臟的體外功能化模型構建是藥物篩選與再生醫學的關鍵挑戰，但傳統生物打印技術受限于低模量材料的成形難題，難以構建復雜血管網絡。

近期，浙江大學機械工程學院楊華勇院士生物制造團隊馬梁副教授課題組，提出一種基于載細胞嵌入介質的犧牲打印策略，解決了難以在體外正常模量肝組織中快速構建復雜三維血管的問題，并探究了不同血管密度對于肝組織功能的影響（圖1）。相關研究成果以題為《基于雙相細胞負載嵌入介質的復雜三維血管化肝組織模型體外構建》發表在SCI期刊《極端制造》（International Journal of Extreme Manufacturing）上。

圖1基于載細胞支持浴的復雜三維血管化肝組織模型構建。

2. 圖文解析

雙相載細胞嵌入介質實現低模量材料中三維血管成形

傳統生物墨水因粘度低難以支撐復雜結構，研究團隊將明膠微凝膠與低粘度生物材料混合，形成兼具屈服應力與自修復特性的支撐浴，并通過微凝膠比例與尺寸調節組織孔隙率，優化細胞微環境（圖2）。該介質允許在多種軟材料中連續打印含有內皮細胞的犧牲墨水，血管直徑可精準調控，從而實現三維功能化血管的快速構建（圖3）。

圖2支持浴的流變性能和生物相容性。

圖3肝小葉血管結構模擬及體外微血管形成。

功能性血管網絡調控肝組織功能

研究團隊利用該技術開發了一種體外血管化肝組織模型，該模型可復現人體肝組織的生理硬度特性，并通過蛋白質分泌、代謝功能及肝損傷標志物檢測發現，血管化模型表現出更優越的生理功能（圖4）。此外，通過設計不同血管拓撲結構，研究團隊構建了高/低血管密度的肝組織模型。轉錄組分析表明，高血管密度肝組織在代謝和血管生成相關通路中（如CYP家族、VEGF基因）的表達顯著上調，這對維持肝組織功能及體外微環境適應性至關重要（圖5）。

圖4有無血管化肝組織的功能評估。

圖5高/低血管密度的肝組織轉錄組測序分析。

3. 總結與展望

本研究通過雙相載細胞支持浴與犧牲打印技術，實現了復雜血管化肝組織的高效構建，并驗證了血管網絡對肝組織功能的增強作用。未來可以結合多材料打印技術構建多尺度血管網絡，并進一步應用于肝纖維化等病理機制研究。

4. 作者與團隊簡介

浙江大學機械工程學院楊華勇院士生物制造團隊馬梁副教授長期致力于生物制造與組織工程研究，聚焦復雜器官體外模型構建與微納生物制造技術，在《Bioactive Materials》《Engineering》等期刊發表多篇SCI論文70余篇，獲國家自然科學基金、國家重點研發計劃支持。

關于期刊：

International Journal of Extreme Manufacturing（《極端制造》），簡稱IJEM，致力于發表極端制造領域相關的高質量最新研究成果。自2019年創刊至今，期刊陸續被SCIE、EI、Scopus等20余個國際數據庫收錄。JCR最新影響因子16.1，位列工程/制造學科領域第一。中科院分區工程技術1區，TOP期刊。入選中國科技期刊卓越行動計劃二期英文領軍期刊。

期刊網址：

https://iopscience.iop.org/journal/2631-7990

http://ijemnet.com/

期刊投稿：

https://mc04.manuscriptcentral.com/ijem-caep

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撰稿：作者 編輯：梁煜 審核：范珂艷 關利超

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