来源:EngineeringForLife
构建血管化组织模型是组织工程与再生医学领域的关键挑战,其核心目标在于模拟复杂的体内微环境以维持细胞功能并实现生理相关性。在药物开发过程中,约30%的候选化合物因毒性问题、40%-50%因疗效不足在临床阶段失败,这凸显了对预测性体外模型的迫切需求。血管化组织模型通过模拟体内微环境,成为提升临床药物预测准确性的关键途径。然而,在组织工程领域内,如何复现天然血管组织固有的结构复杂性、功能整合性及长期稳定性仍是重大挑战。

有鉴于此,来自温州医科大学的Ying
Yu等团队提出一种采用水相嵌入式同轴生物打印的创新策略:通过优化藻酸盐-胶原蛋白(Alg-Col)生物墨水与黄原胶-胶原蛋白(XG-Col)支撑浴间的流变相容性,实现了血管化组织模型的高保真高效构建。相关研究成果以“Embedded
Coaxial Bioprinting of Vascularized Tissue Models for Drug
Evaluation”为题于近期发表在《Advanced Functional Materials》上。

本文要点:
(1)利用三轴喷嘴,在负载肿瘤细胞(人肺腺癌PC-9细胞系)的支撑浴中直接同步沉积包含人脐静脉内皮细胞(HUVECs)与人肺成纤维细胞(HLFs)的双层血管结构,成功构建了可灌注的血管化肺癌组织模型。
(2)药物评估显示,在3D血管化模型中,PC-9细胞对厄洛替尼的敏感性显著低于对照组。除物理屏障效应外,血管化微环境主要通过内皮细胞与成纤维细胞的旁分泌信号激活癌细胞存活通路。
(3)基因表达分析进一步证实该模型诱导了上皮间质转化(EMT)。这一集成平台更精准地模拟了体内药物扩散动力学与耐药机制,为增强抗癌药物筛选提供了创新的临床前研究平台。
参考资料:https://doi.org/10.1002/adfm.202520097

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