來自伯明翰大學(xué)和英國哈德斯菲爾德大學(xué)的研究人員開發(fā)了一種新的 3D 生物打印技術(shù)，可用于治療慢性傷口。這種名為懸浮層增材制造 (SLAM) 的方法能夠打印出一種新型生物材料，該材料可準(zhǔn)確模擬哺乳動物皮膚的結(jié)構(gòu)。

事實上，根據(jù)研究人員的說法，這種生物材料是同類中第一種模擬皮膚中發(fā)現(xiàn)的所有三個主要層 - 皮下組織、真皮和表皮 - 使其成為獨特的三層皮膚等效物。早期實驗表明，可以將 3D 生物打印皮膚放置在傷口部位以促進(jìn)愈合，在此過程中減少疤痕組織。

懸浮層增材制造 (SLAM)。圖片來自伯明翰大學(xué)。

皮膚——三層深

雖然我們的皮膚非常擅長愈合表面?zhèn)?，但更深的慢性傷口通常更難修復(fù)。這是因為我們的皮膚實際上由三個不同的層組成，頂層往往比底層愈合得更快，導(dǎo)致更深的傷口有時會自行塌陷。結(jié)果是疤痕組織和正常皮膚功能的降低。一段時間以來，醫(yī)學(xué)研究人員一直在嘗試開發(fā)準(zhǔn)確的皮膚替代品，但英國團(tuán)隊確認(rèn)，這些皮膚模型都無法模擬真實事物的化學(xué)和機(jī)械特性。問題？模仿三層結(jié)構(gòu)已被證明是困難的，因為每一層的特性都大不相同。“你實際上擁有三種不同的細(xì)胞類型。它們都以不同的速度生長，”該研究的合著者艾倫·史密斯解釋說。 “如果你試圖生產(chǎn)三層結(jié)構(gòu)，就很難滿足每個不同層的每一個要求?！?/span>

皮下組織、真皮和表皮。圖片來自伯明翰大學(xué)。

懸浮層增材制造

為了更好地模仿皮膚的自然結(jié)構(gòu)，研究人員采用了 SLAM。生物打印技術(shù)涉及將生物材料層懸浮在凝膠中，在凝膠中它們可以排列并堆疊成條狀，同時保持其形狀。在本研究的情況下，研究人員將皮下組織、真皮和表皮細(xì)胞沉積到支持凝膠中，然后將凝膠洗掉，只留下分層的皮膚等效物。

為了測試打印的皮膚貼片，該團(tuán)隊然后在豬皮樣本上切了一個洞，用打印的皮膚等效物填充這個洞。整個模型被培養(yǎng)了兩周，研究人員實際上觀察了傷口修復(fù)的跡象。該研究的合著者 Liam Grover 補(bǔ)充說：“我們使用了一種染色劑，使我們能夠量化原始材料和組織之間的整合。即使在很短的時間內(nèi)，我們也能夠展示一些整合。”

盡管由于愈合過程比模型允許的時間長，該團(tuán)隊無法完全評估 3D 打印皮膚替代品的功效，但初步結(jié)果確實非常有希望。英國研究人員現(xiàn)在打算使用更強(qiáng)大的慢性傷口模型進(jìn)行更長時間的研究，最終目標(biāo)是 3D 打印三層皮膚替代品，能夠治愈真正的人類皮膚。

3D 生物打印皮膚等效物（左）。圖片來自伯明翰大學(xué)

生物打印領(lǐng)域是一個快速發(fā)展的領(lǐng)域，其應(yīng)用范圍從再生醫(yī)學(xué)和藥物發(fā)現(xiàn)到食品。就在最近，生物技術(shù)公司 Prellis Biologics 宣布創(chuàng)建一個基于 3D 生物打印的新型抗體發(fā)現(xiàn)平臺。該公司的平臺是培養(yǎng)皿中有效運作的免疫系統(tǒng)，能夠重建人類細(xì)胞間相互作用和免疫反應(yīng)，使其成為進(jìn)行疾病治療研發(fā)的理想選擇。

在其他地方，再生醫(yī)學(xué)公司 CTIBIOTECH 最近開發(fā)了一種新的 3D 生物打印平臺，可為結(jié)直腸癌患者提供個性化醫(yī)療。該平臺是與普羅夫迪夫醫(yī)科大學(xué)和保加利亞的 UMHAT-Eurohospital 合作開發(fā)的，能夠生產(chǎn)具有成本效益且可重復(fù)的人類結(jié)腸癌疾病模型，也可用于化療篩查。

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