多年来，面临着再生医学领域的最大障碍之一 - 从划伤产生新的人力部位的科学 - 需要创造一个循环系统，以支持他们长大的新组织和器官。现在，来自北卡罗来纳州立大学和教堂山的北卡罗来纳大学的两位研究人员被认可用于创造技术，以制作支持组织产生所需的定制血管。
你的血管很棒。完全，平均成人有大约60,000英里他或她体内的血管这些血管——以及它们运动的血液——是绝对必要的。没有它们提供的氧气和营养，你的器官和组织就会死亡。没有它有效的将物质转移到全身的能力，你的免疫系统就无法工作。基本上，没有血管就没有生命。
你最小的血管-你的微血管-是特别重要的。它们在你的循环系统中约占5万英里。他们无处不在。从历史上看，它们非常非常难以重现。
这就是弗朗西斯Ligler和麦克丹尼尔进来。
在2000年代初，而美国海军研究实验室（NRL）的研究员，Ligler开发了专利的装置，以及用于在微米级上创造和塑造连续纤维的技术。对于参考框架，头部头发在40到50微米或微米之间。Ligler的预先允许用户从任何可以快速制作的聚合物中创建纤维。但那并非全部。
“你可以想象任何你想要的结构，比如多层中空管，并修改设备，以高效、连续地生产这种结构，”利格勒说，他现在是北卡罗来纳州立大学和北卡罗来纳大学教堂山分校联合生物医学工程系的兰普杰出教授。
这项专利技术引发了一个新问题:如果利格勒的发明可以用来制造微米级的定制空心管，那么它可以用来制造微血管系统吗?
利格勒和美国海军研究实验室的其他研究人员——包括一位名叫迈克尔·丹尼尔的工程师——决定找出答案。
第一步是鉴定具有两个特定特性的聚合物的组合：它们需要与连续纤维制造过程相容;他们还需要不仅与人类细胞相容，而且尤其是鼓励细胞生长和功能。
一旦Daniele确定了正确的材料，研究人员开始创建多层微孔。这些微型镜的每层都设计用于执行不同的功能，就像人体中的真实血管一样。
制造工艺本身就是一个重大突破。特定类型的人体细胞可以与为微血管的每一层量身定制的材料混合。当微血管形成时，所有混合物同时聚焦到适当的层中。
这种高度复杂的结构通常是这样的:在中心有一个中空的管子，管壁上排列着内皮细胞，这些细胞负责处理从周围组织中清除废物到将氧气和营养物质输送到血液中;下一层由嵌入平滑肌细胞的聚合物组成，平滑肌细胞使血管具有弹性而不失去形状;第三层，也就是最后一层是一种嵌有细胞的聚合物，它可以产生纤维材料来支撑血管。
“These three layers are what you’d expect to see in a major blood vessel, like the femoral artery in your leg,” says Daniele, now an assistant professor in NC State’s Department of Electrical and Computer Engineering as well as the joint Biomedical Engineering Department. “But our technique can be modified; you don’t have make all three layers. This is important, because the tiniest blood vessels in our bodies – like the capillaries in your extremities – are lined only with endothelial cells.”
这两项进步在3月18日的颁奖典礼上得到了NRL的认可。丹尼尔和利格勒将会得到爱迪生奖来自NRL的血管制造技术。利格勒还将获得另一项爱迪生奖，因为她的工作是创造和塑造微米级的连续纤维。竞争激烈的爱迪生奖颁给NRL的研究人员，他们获得的专利被认定为具有重大工业利益或对国防部的运作有潜在影响。
这两项进展已经形成了一系列正在进行的研究计划的基础，包括许多在北卡罗来纳州立大学和北卡罗来纳大学教堂山分校的研究:
- 和利格勒一起工作的科程将微血管植入心脏干细胞以再生心脏组织。利格勒解释说:“我们想知道心脏干细胞是如何修复因心脏病发作而受损的心脏的。”
- 利格勒也在与Jaqueline Cole.和伊丽莎白Loboa将微血管系统放入产生软骨和骨骼的干细胞中。NC州和Unc-Chapel Hill前任研究员Loboa现在是密苏里大学工程学院的院长。
- Daniele正在研究一个项目，该项目将利用微血管系统技术来创造三维生物结构，以模仿人类发现的血脑屏障。“如果我们能够更好地了解血脑屏障，我们将更好地能够开发和提供处理目前要求我们通过头骨直接进入大脑的中风，脑癌和其他医学问题的治疗，”Daniele说。
- Daniele也在合作Stefano Menegatti.，沃尔夫冈Baeumer，NRL的凯尔德蒂科使用微血管技术来帮助创造完整体外人体皮肤模型。“创造一个像这样的模型可以帮助我们理解与化学物质或生物制剂如何通过皮肤进入血液有关的一系列问题，”丹尼尔说。
Ligler说：“MicroVessel技术解决了创造新组织的关键障碍，并提供了评估新疗法的重要工具。”“可在连续模式下生产的微型浆料的可用性，并且易于操纵补充NC州的生物印刷制品和组织再生中的现有程序，并且应该使NC州是三维组织工程中的国际领导者。”
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