美國(guó)圣母大學(xué)航空航天與機(jī)械工程系研究團(tuán)隊(duì)在《自然·化學(xué)工程》期刊發(fā)表了一項(xiàng)新型3D打印技術(shù)，能夠制造直徑低于10微米的毛細(xì)血管網(wǎng)絡(luò)。該成果旨在突破人工器官血管化瓶頸，為再生醫(yī)學(xué)與組織工程提供新路徑。

毛細(xì)血管是連接小動(dòng)脈與小靜脈的微觀網(wǎng)絡(luò)，負(fù)責(zé)血液與組織細(xì)胞間的氧氣、二氧化碳及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)交換。在器官或組織移植中，快速重建血液循環(huán)（再血管化）直接決定移植物存活。傳統(tǒng)3D生物打印因缺乏功能性毛細(xì)血管網(wǎng)，內(nèi)部細(xì)胞常因缺氧和營(yíng)養(yǎng)不足迅速死亡。

為克服傳統(tǒng)工藝局限，團(tuán)隊(duì)將生物學(xué)、機(jī)械工程與人工智能相結(jié)合。工藝首先采用擠出式打印沉積柔性凝膠基質(zhì)，模擬天然組織結(jié)構(gòu)；隨后利用氣溶膠噴射打?。ˋerosol Jet Printing, AJP）技術(shù)刻畫(huà)極細(xì)的微通道。在此過(guò)程中，人工智能系統(tǒng)實(shí)時(shí)自主調(diào)節(jié)生物墨水與保護(hù)氣體的流速，自動(dòng)匹配出目標(biāo)血管直徑的參數(shù)組合，省去數(shù)月試錯(cuò)周期。

該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)微米級(jí)打印精度，同時(shí)保持超過(guò)90%的細(xì)胞存活率。研究指出，在毛細(xì)血管分辨率下復(fù)現(xiàn)復(fù)雜血管層級(jí)架構(gòu)仍是器官制造的重大挑戰(zhàn)。此項(xiàng)進(jìn)展不僅推動(dòng)功能性完整人造器官向臨床移植邁進(jìn)，也為新藥篩選與疾病模型構(gòu)建提供了支持。

全球器官移植需求長(zhǎng)期面臨嚴(yán)峻短缺。目前僅約10%的全球移植需求得到滿(mǎn)足，僅在美國(guó)就有逾10萬(wàn)人處于等待名單中，每日均有患者因無(wú)法及時(shí)獲得供體而離世。該3D打印技術(shù)的成熟應(yīng)用，未來(lái)有望顯著緩解這一醫(yī)療危機(jī)。