麦吉尔大学健康中心研究所的研究人员正在探索一种创新的肺部修复策略，他们结合使用虚拟现实和3D打印技术，旨在修复而非替换受损的肺部。

与预后更差的肺部移植相比，这项研究针对日益普遍的呼吸系统疾病和有限的捐赠肺源，提出了新的解决方案。

在该研究所位于蒙特利尔的实验室里，团队使用VR头显来查看详细的肺部解剖数字模型。

他们穿梭于气道之中，以识别受损区域，并规划3D打印的中空部件可用于连接器官健康部分的位置。

由研究员Darcy Wagner博士领导的团队，正专注于制造旨在绕过无功能组织的结构性“桥梁”，进行靶向干预。



据新闻报道，该项目的早期实验测试了是否能可靠地制造复杂的内部几何结构。

其中一项测试打印了一个形状类似蝴蝶结的结构，证明了所用材料和工艺能够创建类似于呼吸系统中存在的、中空且有分支的形态。

为了使该方法在活体组织中可行，该团队必须开发自己的打印材料。

目前使用的生物墨水是专门为肺部配制的，不适用于心脏或皮肤等其他器官。

技术限制仍然是一个核心挑战，肺部中一些涉及气体交换的结构尺寸只有约1微米，远低于当前打印机能够复制的精度。

因此，目前的策略是打印更大的引导结构，并依靠人体自身的细胞在植入后完成更精细的架构构建。

该项目仍处于早期的临床前阶段，早期的移植实验表明受体的血管能够长入植入的移植物中，但这项工作尚未达到人体试验阶段。

与此同时，在用于研究疾病和评估新疗法的肺组织模型方面，研究人员持续取得进展。

麦克马斯特大学衍生的Tessella Biosciences公司开发了一种能3D打印柔软肺组织的生物墨水，这种组织可以像真正的肺部一样扩张和收缩。

这种材料能在不到一小时内生成柔韧、可拉伸的结构，并在生理温度下保持形态，与标准实验室生物打印机兼容。

英属哥伦比亚大学奥卡纳根校区的研究人员则生物打印了一个将多种细胞整合在包含功能性血管通道支架内的肺部模型。

该模型使用PEGDA-GelMA水凝胶制造，其机械特性与天然肺组织相匹配，并支持高细胞活性。

该模型实现了流体灌注，并对香烟烟雾提取物产生了与疾病相关的炎症反应，比传统的非血管化体外系统提供了更强的生理真实性。