研究人员使用生物3D打印皮肤成功治愈深部伤口

2022 年 01 月 07 日

来自伯明翰大学和英国哈德斯菲尔德大学的研究人员开发了一种新的 3D 生物打印技术，可用于治疗慢性伤口。这种名为悬浮层增材制造 (SLAM) 的方法能够打印出一种新型生物材料，该材料可准确模拟哺乳动物皮肤的结构。
事实上，根据研究人员的说法，这种生物材料是同类中第一种模拟皮肤中发现的所有三个主要层 - 皮下组织、真皮和表皮 - 使其成为独特的三层皮肤等效物。早期实验表明，可以将 3D 生物打印皮肤放置在伤口部位以促进愈合，在此过程中减少疤痕组织。

悬浮层增材制造 (SLAM)。图片来自伯明翰大学。
皮肤——三层深
虽然我们的皮肤非常擅长愈合表面伤口，但更深的慢性伤口通常更难修复。这是因为我们的皮肤实际上由三个不同的层组成，顶层往往比底层愈合得更快，导致更深的伤口有时会自行塌陷。结果是疤痕组织和正常皮肤功能的降低。一段时间以来，医学研究人员一直在尝试开发准确的皮肤替代品，但英国团队确认，这些皮肤模型都无法模拟真实事物的化学和机械特性。问题？模仿三层结构已被证明是困难的，因为每一层的特性都大不相同。“你实际上拥有三种不同的细胞类型。它们都以不同的速度生长，”该研究的合著者艾伦·史密斯解释说。 “如果你试图生产三层结构，就很难满足每个不同层的每一个要求。”

皮下组织、真皮和表皮。图片来自伯明翰大学。
  悬浮层增材制造
       为了更好地模仿皮肤的自然结构，研究人员采用了 SLAM。生物打印技术涉及将生物材料层悬浮在凝胶中，在凝胶中它们可以排列并堆叠成条状，同时保持其形状。在本研究的情况下，研究人员将皮下组织、真皮和表皮细胞沉积到支持凝胶中，然后将凝胶洗掉，只留下分层的皮肤等效物。
     为了测试打印的皮肤贴片，该团队然后在猪皮样本上切了一个洞，用打印的皮肤等效物填充这个洞。整个模型被培养了两周，研究人员实际上观察了伤口修复的迹象。该研究的合著者 Liam Grover 补充说：“我们使用了一种染色剂，使我们能够量化原始材料和组织之间的整合。即使在很短的时间内，我们也能够展示一些整合。”
        尽管由于愈合过程比模型允许的时间长，该团队无法完全评估 3D 打印皮肤替代品的功效，但初步结果确实非常有希望。英国研究人员现在打算使用更强大的慢性伤口模型进行更长时间的研究，最终目标是 3D 打印三层皮肤替代品，能够治愈真正的人类皮肤。

3D 生物打印皮肤等效物（左）。图片来自伯明翰大学。
生物打印领域是一个快速发展的领域，其应用范围从再生医学和药物发现到食品。就在最近，生物技术公司 Prellis Biologics 宣布创建一个基于 3D 生物打印的新型抗体发现平台。该公司的平台是培养皿中有效运作的免疫系统，能够重建人类细胞间相互作用和免疫反应，使其成为进行疾病治疗研发的理想选择。

在其他地方，再生医学公司 CTIBIOTECH 最近开发了一种新的 3D 生物打印平台，可为结直肠癌患者提供个性化医疗。该平台是与普罗夫迪夫医科大学和保加利亚的 UMHAT-Eurohospital 合作开发的，能够生产具有成本效益且可重复的人类结肠癌疾病模型，也可用于化疗筛查。

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