在生物制造领域，为人工器官构建可输送养分的精密血管网络，一直是难以逾越的技术瓶颈。传统方法需耗费数月手工设计，且难以模拟真实血管的流体动力学特性。斯坦福大学研究团队近日在《科学》发表革命性成果——他们开发出了全球首个模型驱动的血管生成平台，通过多保真度流体模拟与AI协同设计，实现了器官级血管网络的快速生成与优化。
　　该平台突破了三大核心技术。多尺度流体模型融合了高精度计算流体动力学（CFD）与简化血流方程，可在数小时内完成传统需数周的血管网络模拟；AI拓扑优化器能基于生物解剖数据生成分形结构，确保末端毛细血管密度与真实器官一致（如肾脏每立方毫米超2000条微血管）；三维生物打印采用光固化水凝胶材料，可打印出含25级分支的完整心脏血管模型，支撑细胞存活率超95%。
　　团队成功构建了包括心脏、肝脏在内的200余个工程化血管模型。以心脏为例，生成的血管网络包含1.2亿条虚拟血管分支，总长度相当于绕地球赤道两圈。植入干细胞后，打印的心脏组织在营养输送效率上比传统设计提升18倍。活体移植实验中，血管化组织与宿主循环系统仅在72小时内就实现了融合。
　　该技术将推动多领域变革，可为器官移植提供“即用型”血管支架，全球900万等待移植患者有望受益；高仿生血管肿瘤模型可替代动物实验，加速抗癌药研发；与NASA合作开发太空生物打印方案，解决宇航员器官应急修复难题。

（彪轶辰）