马梁
血管化肝组织及肝纤维化体外模型的精准生物 3D 打印构建
报告人:马梁
所在单位:浙江大学
报告人简介:马梁，浙江大学机械工程学院智能装备与机器人研究所副教授，英国剑桥 大学工程系访问学者。他于 2012 年在美国华盛顿大学获得博士学位，于 2016 年 1 月加入浙江大学机械工程学院杨华勇院士团队，研究领域包括采 用生物 3D 打印技术，微纳生物制造技术和微流体芯片技术来精确构建体 外病药理模型进而进行一系列的诸如药物递送微纳米机器人，疾病药物筛 选芯片等新型生物医学诊疗方法的研究，完成了全球首例在悬浮活细胞中 的 3D 微纳结构的打印。他在生物制造与组织工程学领域国际知名期刊 Advanced Materials，Biomaterials，Bioactive Materials，International Journal of Extreme Manufacturing，Engineering 等国际著名期刊发表高水平 SCI 论文 80 余篇，其中 20 分以上 6 篇，10 分以上 16 篇，近五年来发表论文 篇均影响因子 11.6，被引用 4000 余次，Google Scholar H 指数 32。参与发 起 SCI 杂志《生物设计与制造》（Bio-Design and Manufacturing,2023 年入 选中科院医学大类一区 TOP，JCR Q1，影响因子 7.6，并担任 AE 及编辑 部副主任。担任中国生物医学工程学会类器官与器官芯片分会常务委员在 内的多个学会与行业协会委员。授权发明专利 20 余项，获 2022 日内瓦发 明展金奖一项。
报告摘要:
构建模拟人类肝脏的体外 3D 模型可以提高实验的准确性和可靠性，这对于药物开 发和临床应用具有十分重要的意义。肝脏具有十分复杂的脉管系统，在高度血管化的肝组织中， 体外复杂血管的构建可以确保细胞活动具有充足的营养供应，这对于细胞的生长以及模拟生理 异质结构和细胞微环境起到非常关键的作用。因此，为了在体外更好的模拟肝组织的正常生理 功能，构建三维复杂多分支可灌注血管网络对于制造大尺寸体外肝组织尤为关键。然而传统逐 层堆叠的打印方法极大程度受限于墨水的流变性质，导致其难以在低模量软材料中形成复杂三 维血管结构。为解决这一问题，本研究将含细胞生物材料与明胶微凝胶混合，形成一种可交联的 双相包埋介质，使牺牲墨水在其中实现高效连续的三维书写，构建了具有可灌注血管网络的肝 组织模型，证明血管化对于肝功能具有显著的促进作用【1】。在此基础上，我们开发了一种工程 化可灌流肝纤维化体外模型，通过嵌入式牺牲生物 3D 打印技术，成功在任意弹性模量的水凝胶 中制备出肝血窦结构。 通过“仿生搭建+力学模拟”，研究团队建立了一种以基质刚度调控为中 心的可灌注体外肝纤维化模型，成功模拟了肝纤维化微环境中的细胞激活和功能变化。实验结 果表明，基质刚度直接驱动肝星状细胞的激活，并通过动态灌注显著增强了肝细胞对高刚度基 质的敏感性，更准确地复现了体内肝纤维化微环境下的肝细胞功能下降。此外，该模型还被用于 评估针对肝纤维化的药物治疗干预效果，通过靶向抑制关键信号通路，实现了部分逆转激活的 肝星状细胞和恢复肝组织功能。这项研究为开发抗肝纤维化策略提供了新的工具，并为未来药 物筛选和治疗评估提供了潜在平台【2】。
图（略）
参考文献： 【1】. Weikang Lv, Haoran Yu, Abdellah Aazmi, Tuya Naren, Wanli Cheng, Mengfei Yu, Zhen Wang, Xiaobin Xu, Huayong Yang and Liang Ma*，Construction of complex three-dimensional vascularized liver tissue model in vitro based on a biphasic cell-laden embedding medium， International Journal of Extreme Manufacturing，2025, 7(3),035002 【2】Weikang Lv，Tuya Naren，Abdellah Aazmi，Haoran Yu，Yujun Wang，Jie Ying Lee，Mengfei Yu，Junjun Jia，Xiuxiu JIang，Huayong Yang and Liang Ma*，Engineered Perfusable Hepatic Fibrosis Model via Embedded Sacrificial Bioprinting Recapitulates Stifness-Deiven Fibrogenesis，Advanced Materials，2026, 38: e13401
