寻找研究血管的新技术一直是科学家们关注的热点，原因有以下几点：

· 心脏病和动脉阻塞是导致心脏病发作和中风并造成残疾和死亡的主要原因，治疗心脏病和高血压的药物作用于血管细胞。

· 血管将药物运送到全身，将药物带到需要它们的器官或组织。

· 用于治疗儿童癌症的药物可以破坏血管内的细胞，增加患心血管疾病的风险。

· 许多癌性肿瘤会分泌生长因子以刺激血管的发育，这个过程会将营养物质和氧气从健康组织中转移出来，以支持癌症的异常快速生长。此外，癌症可通过血管转移（扩散）到身体的其他部位，患者可以从阻止这些血管生长的治疗中受益。

血管芯片

杜克大学的科学家们通过生物工程技术在芯片上制造了人工血管。生物工程血管不仅可以将氧气和营养物质输送到组织中，而且它们也可以收缩和扩张，就像人体的血管一样，帮助调节体温和新陈代谢。

由杜克大学团队开发的生物工程血管。

上面的视频显示了通过血管的白细胞（发红光）。白细胞（红色）可附着在血管壁（蓝色）并进入组织以对抗感染，类似于体内发生的情况。

微血管芯片

华盛顿大学和加州大学的研究者们开发了一种功能类似体内微小血管的微血管模型。这种微血管模型可以与芯片上的几种不同的人体器官（包括肝脏，肾脏，肌肉，肠胃系统和生殖系统等）集成在一起，通过微血管向这些组织输送氧气和营养物质。

为了建立微血管系统，科学家们使用一种特殊的技术从成体细胞中产生诱导多能干细胞(iPSCs)。干细胞拥有发展成多种不同细胞类型的巨大潜力，在早期生命和胚胎发育中都至关重要；在成年人中，干细胞在组织修复和维护中发挥着重要作用。iPSCs能够产生无限供应的供体细胞，这些供体细胞能够为芯片装置形成血管和其他类型的组织。

科学家利用微血管技术研究向各种组织输送抗癌药物的过程，研究肿瘤细胞如何利用血液循环从体内的一个部位移动到另一个部位（肿瘤转移）。研究人员希望在药物用于人体之前了解更多关于这些药物功效的信息， 这项技术可能会使药物测试更快，更加准确。 

左图：微血管网络用绿色荧光染料标记；右图：微血管（红色）连接到人类心脏组织（绿色）。

来源于诱导多能干细胞的功能性微血管形成能够流动流体的网络。在此视频中，紫色荧光珠显示血管中的流动功能。结肠癌细胞（绿色）可以在附近生长，模仿人类癌症微环境。

开发微血管的技术

哥伦比亚大学，波士顿大学，哈佛大学的Wyss研究所，麻省理工学院和耶鲁大学正在使用微型系统开发微血管。通过应用微纳米加工工具以及传统的分子方法来操纵细胞的粘附和机械环境，研究人员可以在晶格结构内生长微血管系统。

科学家使用可降解的晶格结构设计了功能性血管。视频显示了绿色荧光珠流过微血管。

展望未来

致力于血管和微血管的研究团队设想使用这项技术来连接其他器官芯片装置，形成连接多种器官的连续网络化器官芯片集成系统。通过这样的系统，科学家们可以在人体临床试验之前了解新药对人体不同部位的影响。

在器官芯片内部的人体组织中测试药物可以更好地反映药物在人体中的有效性和毒性。该过程可以使研究人员收集数据以加速药物批准过程，并尽早的为患者提供新疗法。