由Technion-以色列理工学院生物医学工程系的Levenberg实验室领导的一个国际研究团队成功开发出全球首个三维植入物，该植入物结合了肌肉和脂肪组织、淋巴网络以及层级血管网络。研究人员的发现发表在《Cell Biomaterials》上。
目前，严重组织缺损的标准治疗方法是采集自体皮瓣——即从患者自身健康区域获取的组织——并将其移植到受损部位。之所以采用这种方法，是因为从他人身上移植组织会导致免疫排斥及相关并发症。因此，这项新开发为大量组织缺损提供了重要的解决方案。
研究小组负责人Shulamit Levenberg教授表示：“我们的开发标志着向生产复杂的可植入组织迈出了重要一步，这些组织可用于因受伤、烧伤、肿瘤切除等导致的肌肉和脂肪组织缺失病例。论文中介绍的技术未来可能能够根据每位患者损伤的具体特征，定制个性化的皮瓣。”
皮瓣是一种包含层级血管系统的植入物，这一特性在植入受损部位后实现整合方面具有显著优势。如果没有这样的系统，植入物无法立即获得所需的氧气和营养物质，细胞废物也无法被有效清除。
《Cell Biomaterials》中描述的这种新型皮瓣是首个包含淋巴网络的皮瓣——淋巴网络是一个从组织间隙排出液体的重要系统。该皮瓣将淋巴网络与血管网络、肌肉和脂肪组织整合在一个单一结构中，同时配备一条直接连接到植入部位血供的动静脉回路。通过优化打印过程（包括打印结构的设计和校准控制皮瓣内细胞放置的注射器），整个结构高度模拟了缺失的天然组织，包括细胞外基质。
在大鼠实验中，研究人员证明，将皮瓣连接到目标器官后，能够快速实现整合，包括持续的氧气和营养物质输送、稳定的血流、正常的肌肉发育以及脂肪细胞的稳定性。结果是：该皮瓣在美学和功能上成为植入部位及周围组织的组成部分。
该研究由Levenberg教授（Technion组织工程与干细胞实验室主任、世界著名的复合组织皮瓣开发专家）、Eliana Fischer医学博士（Technion Ruth and Bruce Rappaport医学院毕业的医生，目前是该实验室的博士生）以及博士生Anna Tsukerman（生物学系毕业生，在生物医学行业工作六年后开始攻读博士学位）共同领导。
研究人员使用了一种基于细胞外基质成分的独特生物墨水，该墨水模拟了天然组织环境，并能够以促进细胞分化的方式打印肌肉和脂肪组织。为了最优地生长血管系统，研究团队打印了工程化的血管，并设计了一个生物反应器，在其中以模拟体内自然血流、促进内皮层成熟的流动条件下培养。
在下一阶段，皮瓣被植入大鼠体内，并直接连接到目标部位的动脉和静脉。如前所述，结果是皮瓣在体内实现了前所未有的整合。值得注意的是，尽管实验是在大鼠模型上进行的，但工程化组织是由人类细胞生产的，以评估该技术用于人类应用的可行性。该团队现已开始在大型动物身上测试该技术，作为迈向临床试验的下一步。
更多信息：Eliana O. Fischer等人，带有整合动静脉回路的生物打印血管化软组织皮瓣，《Cell Biomaterials》（2026）。DOI: 10.1016/j.celbio.2026.100385
由Technion-以色列理工学院提供
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