夜雨聆风
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背景与研究意义
在再生医学领域，一直有个难题：
如何做出一个厘米级大小、含多层不同细胞、还能像真实器官一样被血液灌注的人工组织？
过去，很多3D生物打印的“组织”其实更像静态模型，因为缺乏稳定的血管网络，细胞很难在长期培养中存活。
最近，华中科技大学同济医学院联合浙江大学团队在顶级期刊 Bioactive Materials发表了一项突破性研究以“3D bioprinting of flap-tissue with heterogenous cells and flexible perfusable vesse”，提出了一种叫 REST（Reverse Engineered Structured Tissue，反向工程结构化组织） 的新策略，成功打印出可灌注、多层异质细胞的仿生皮瓣组织。
同轴打印出的不同口径中空管，展示仿生血管尺寸
文章亮点
REST策略的核心思路
研究团队选择轴型皮瓣（skin flap）作为模型，因为它天然具备：
表皮层（角质细胞 HaCaT）
真皮层（成纤维细胞）
皮下脂肪层（脂肪干细胞 ADSC）
贯穿的血管网络
REST的三大步骤：
拆解：将复杂皮瓣拆成二维平面结构——血管网＋细胞隔室
分别培养：在定制生物反应器中，不同细胞用不同培养基独立供给
组装：通过“Z”形三折手工组装，恢复三维皮瓣形态
Scheme 1A：皮瓣结构＋REST策略拆解思路
Scheme 1B：同轴打印→细胞装载→"Z"折叠组装流程
关键技术验证与效果
主要方法
生物墨水（GAP Ink）
成分配方：海藻酸盐（Alginate）＋GelMA＋PEGDA
双重交联：Ca²⁺离子交联 ＋ UV光聚合
具良好剪切变稀性、适宜温敏性、较高压缩模量及抗血小板黏附性
同轴打印仿生血管（TEV）
外层载血管平滑肌细胞（VSMCs），腔内种植人脐静脉内皮细胞（HUVECs）
打印出外径~700–1200 μm、内径~300–700 μm中空管，具一定力学强度
带三隔室的可灌注血管支架
HaCaT（表皮角质细胞）
成纤维细胞（Fibroblasts，真皮）
脂肪源性干细胞（ADSCs，皮下脂肪）
三根平行中空管构成，分别接种：
定制生物反应器
分腔独立供给不同培养基（上皮/成纤维/脂肪诱导）
血管腔内持续动态灌注营养液
"Z"形三折手工组装 → 厘米级三层仿皮瓣组织
皮肤瓣样组织的生物制造皮肤瓣样组织的生物制造
关键结果
力学性能：GAP水凝胶Young's模量最高，可承受50 g压力而不破裂，保持管腔通畅
细胞活性：HUVEC在GAP上铺展更好；7天培养各层细胞存活良好；灌注促进营养物质扩散
体外成熟：分层培养后折叠，血管仍保持通畅，三层细胞呈仿生分布（P63⁺/α-SMA⁺/Perilipin⁺）
体内移植（裸鼠，3个月）：
移植物内形成丰富宿主血管网
表达CK10（上皮）、CD90（基质）、Perilipin（脂肪）标志物
全层皮肤缺损大鼠模型：
移植组伤口愈合显著快于空白/无细胞支架组
再上皮化更完整，真皮层结构更接近天然皮肤
仿生血管的力学抗压、形变能力与物质渗透性能测试
血管支架裸鼠皮下植入实验，评价体内细胞浸润与血管新生能力
创新总结
✅ REST策略解耦了血管支架与细胞层的材料选择
✅ 通过分腔灌流＋独立培养解决异质细胞微环境需求冲突
✅ 首次在厘米级人工皮瓣中实现可折叠、可灌注的功能性血管网
✅ 为未来打印更复杂器官（肌瓣、骨膜、甚至带血管器官）提供了可行路径
展望
真正的组织工程，不只是“打印形状”，而是要打印出一个能被灌注、代谢、生长的活系统。
随着3D生物打印＋灌流技术的成熟，也许未来，“按需打印一块带血管的皮瓣”会像今天的植皮手术一样常见。
论文信息
3D bioprinting of flap-tissue with heterogenous cells and flexible perfusable vessels
https://doi.org/10.1016/j.bioactmat.2026.05.029
产
品
介绍
绍
设备
多模式组织灌流培养箱是瑞康健开发的集成了蠕动泵和注射泵控制模块的组织灌流培养箱，适用于组织工程、干细胞、类器官、药物筛选、人工器官、可降解器械体外模拟降解等多种场景。是一款能够一机多用且最具性价比的新型组织灌流培养箱。
双蠕动泵灌流培养箱是瑞康健开发的集成了蠕动泵控制模块和二氧化碳培养箱功能的组织灌流培养箱，适用于组织工程、干细胞、类器官、药物筛选、人工器官、可降解器械体外模拟降解等多种场景。是一款能够一机多用且最具性价比的新型组织灌流培养箱。
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