23日从北京协和医院获悉，该院肝脏外科团队携手多家研究机构在人工肝脏领域取得两项突破性进展。团队使用悬浮打印技术和全息晶格声镊技术，构建了带有肝脏静脉结构的新型人工肝脏（HEALs），以及在活性和功能方面更具优势的肝脏组织模型，为肝脏移植替代供体探索了潜在路径，让组织工程技术更快捷高效成为可能。相关成果近期发表于《生物材料》杂志。
人体器官的功能和结构极为复杂，以人体最大的器官肝脏为例，成人肝脏由大约50万—100万个六边形结构的肝小叶组成，约一万亿个细胞和致密交错的血管及胆管网络行使着代谢、合成、解毒等500多项重要功能。如何让人工肝脏具备上述功能？近年来，包括类器官、微流控芯片、3D生物打印在内的体外组织工程技术，已经成为再生医学的重要发展方向，并应用于平面和管状组织的构建。然而，这些技术都存在着各自的局限性。
此次研究团队以“全向悬浮打印基质网络”为支持介质，成功打印出具有静脉结构的HEALs。研究发现，与传统3D打印肝脏相比，HEALs实现了厘米级组织构建，并在肝功能表达、移植后血管新生方面表现出显著优势，未来可用于药物筛选、基础研究、肝脏移植物替代。
与此同时，该研究团队还与其他团队合作，开展了利用全息晶格声镊技术构建体外仿生3D肝脏模型的研究。
全息声镊技术是运用声学手段捕获、组装、移动和筛选细胞的一项技术，但其应用于生物模型构建领域仍存在局限性，如使用该技术对细胞生物活性与功能的影响尚不明确。
对此，研究团队进行了针对性调整。他们发现，与传统3D培养模型相比，全息晶格声镊作用后的原代肝细胞在一分钟内可以生成大量自组装的肝细胞球状体，不仅速度快，而且体外培养后肝细胞球状体的直径会显著增加，蛋白合成代谢、糖代谢、解毒等核心功能也会显著增强。
研究团队表示，全息晶格声镊技术具有非接触、无损伤、精确灵活、图案化过程迅速等独特优势，在构建体外3D模型方面展现出巨大潜力。