肝髒需要大量功能細胞和複雜血管網絡來執行基本的生理功能，因此生物3D打印高細胞密度（約10^8細胞/mL）的肝組織在急性肝衰竭治療中顯示出巨大的應用前景。然而，高細胞密度打印麵臨顯著挑戰，材料占比的下降會影響整體組織的機械強度，導致其難以有效承受生理血流的剪切力，阻礙多尺度血管網絡與宿主血管的連接，從而無法提供預期的功能性補償。

必威精装版app西汉姆联 /北京幹細胞與再生醫學研究院顧奇團隊，研發一種基於微凝膠-水凝膠複合的新材料，利用化學交聯和物理纏結形成具有異質性的網絡結構，能夠裝載高細胞密度的肝細胞；通過嵌入式生物打印技術實現多尺度管網構建，具有機械完整性和直接血管吻合能力。體外和體內實驗證明了該材料的機械性能、生物相容性、促血管生成能力以及對肝細胞功能的支持能力，最終在大鼠急性肝損傷模型中實現了快速的功能補償。該成果以A Microgel–Hydrogel Hybrid for Functional Compensation and Mechanical Stability in 3D Printed Cell-Dense Vascularized Liver Tissue為題，2025年4月13日發表在Advanced Materials期刊上。

研究團隊開發了基於光敏明膠微凝膠（GMM）和光敏透明質酸水凝膠（HA-MA）複合的新材料，稱為GMMHM，能夠發生物理纏結和化學共價交聯，展現異質性的微觀結構和力學性質；可用於嵌入式生物打印構建宏觀血管網絡，支持與宿主的直接血管吻合、微血管網絡生成及血管新生。

通過優化GMM與HA-MA的比例，調整交聯組分空間占比和交聯密度來最小化生物材料的使用，實現了具有高機械性能的封裝高密度肝細胞的肝組織構建。最後，通過嵌入式生物打印創建多尺度血管網絡，直接整合到宿主循環係統中，支撐高密度血管化肝組織存活，為85%肝切大鼠急性肝損傷模型提供快速的功能補償，延長生存時間。

綜上所述，該研究利用具有異質微環境的微凝膠-水凝膠複合物，以具有最小空間體積的組合封裝高密度細胞，具有工程組織所需的機械性能及生理功能，增強的機械性能促進與宿主血管直接吻合，實現快速血液灌注和肝功能補償，縮短了連接時間並降低了厚組織壞死的風險。未來，生物製造研究組將與合作團隊優化肝細胞類型及功能，構建更加複雜的具有組織特異性的（例如肝竇）的多尺度血管網絡，並進行大動物移植實驗驗證。

中國科學院動物研究/北京幹細胞與再生醫學研究院顧奇研究員為該研究的通訊作者，必威精装版app西汉姆联 助理研究員王新環、秉誌博士後劉鑫、博士研究生李凱為該研究共同第一作者。該研究得到了國家自然科學基金（T2222029， 82402502， U23A20453， U21A20396， 62 127 811）、國家重點研發計劃（2022YFA1104701、2024YFB4607800、2024YFA1108404）、必威在线网址 建製化攻關（2023IOZ0101）和中國科學院青年科學家基礎研究（YSBR-012）等項目支持。特別感謝人類器官生理病理模擬裝置，國家幹細胞資源庫，器官再生與智造全國重點實驗室提供的技術平台與資源保障。

原文鏈接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202413940