器官制造核心瓶颈在哪?3D打印“算法血管”有何作用?_3d展

人类器官的生物制造始终面临一个核心瓶颈：无法构建有效的血管网络来输送养分。

难以逾越的挑战就是对于任何复杂的组织形状，设计并打印出能充分灌流的血管系统。

来自斯坦福大学的AlisonL.Marsden教授与Mark A.Skylar-Scott助理教授研究团队，开发了一套模型驱动的全自动设计平台，整合了高效血管生成算法、多保真度计算流体动力学(CFD)与前沿生物3D打印技术，可实现从器官级血管网络的快速数字化设计到实体化制造的全流程自动化，这一突破旨在解决大体积人工组织因灌注不足而坏死的核心难题。相关成果以“Rapid model guicled design of organ-scale synthetic vasculature for biomanufacturing”为题，发表在国际顶级期刊《Sciencc》上。

超高效率：分钟级生成器官级血管网络

该平台通过全新的算法架构优化将血管网络生成效率提升约230倍，实现了从“数十小时”到“数分钟”级的跨越式加速，令器官级复杂血管模型的实时生成首次成为可能。例如，在一个脑回旋几何结构中生成一个拥有8000个末端的血管树，仅需15分钟，而此前的技术则需要近60个小时。

几何普适性：复杂形态亦可精准灌注

该算法可适配任意复杂几何，包括薄壁、空腔、非凸体等传统方法难以处理的模型，在解剖学尺度的组织构建中展现出广泛的适用性。它不仅能生成动脉与静脉双通道，还可自动形成封闭灌注循环。

文章、来源：TisshueLab

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