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近期，研究人员提供了一种新型的三维压印细胞片组装策略，用于同步构建仿生肝小叶, 在细胞类型、密度和分布方面具有较高的准确性。
三维压印细胞片组装的策略方案
研究背景
生物工程肝脏组织在肝病治疗中具有一定前景。一般来说，人的肝脏是由微小的径向形态的肝小叶结合血管和胆道网组成的。为了模拟肝脏结构，许多策略被开发来制造三维仿生肝脏模型。根据目前已有的报道而言，研究者们通过应用材料线索的几何图形化，可以将人的实质细胞、基质细胞甚至血管细胞排列成特定的网格结构，模拟间质微结构，实现细胞分布和一些肝脏功能。
随着近年来微纳米技术的发展，生物打印和其他组织工程技术可以构建具有三维结构的生物组织，进一步实现血管网络和微循环系统的仿生和构建。尽管目前的技术在肝脏仿生构建上取得了许多成功，目前的研究大多只实现了肝脏几何结构的简单模仿，而难以构建出细胞堆积和多细胞结构相互作用的高密度组合物，导致肝脏组织工程化的效果不理想。因此，实现细胞类型、密度和分布的同步构建仍是仿生肝脏生物组织工程研究的重要方向。
研究亮点
为了建立高精度的肝小叶，研究者利用空间蛋白质基因组学数据集鉴定了正常人肝脏中的多细胞特定组成。基于这些数据和细胞膜片技术，研究者随后使用了一种新开发的三维压印策略，从肝细胞片层中压印雕刻出具有六边形中空横截面结构的肝细胞片。
通过不同的自组装方法，研究者实现了多层小叶叠加，多个小叶结构整合，模拟肝脏的微观单位。进一步地，研究者通过将血管内皮细胞浸润到组装好的小叶结构的中空截面中，获得具有血管化通道的仿生肝小叶，用于营养物质扩散和药物灌注。
通过将这些血管化仿生肝小叶与微流控集成，研究者构建了肝脏芯片，并验证了其在药物筛选中的应用。最后，研究者将血管化的仿生肝小叶进一步组装并形成更大的生理结构，通过原位移植到肝衰大鼠体内证明了其促进肝再生的能力。
综上，这种新型的仿生肝小叶为肝脏组织工程提供了一种具有巨大潜力的构筑方法。相关研究文章近期发表于Science Bulletin。
了解详情，请阅读原文
Jinglin Wang, Danqing Huang, Hanxu Chen, Yuanjin Zhao. Biomimetic hepatic lobules from three-dimensional imprinted cell sheets. Science Bulletin 2024; doi: 10.1016/j.scib.2024.02.030
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