開發(fā)出三維生物打印機(jī)打印人皮膚

在一項(xiàng)新的研究中，來自西班牙馬德里卡洛斯三世大學(xué)（UC3M）和格雷戈里奧-馬拉尼翁綜合大學(xué)醫(yī)院（Hospital General Universitario Gregorio Marañón）的研究人員與BioDan集團(tuán)（BioDan Group）合作，開發(fā)出一種三維生物打印機(jī)原型，從而能夠制造出*功能性的人類皮膚。這種皮膚適用于移植到病人體內(nèi)或者用于研究或測(cè)試化妝品、化工產(chǎn)品和藥用物品。相關(guān)研究結(jié)果近期發(fā)表在Biofabrication期刊上，論文標(biāo)題為“3D bioprinting of functional human skin: production and in vivo analysis”。

在這項(xiàng)研究中，研究人員證實(shí)利用這種新的三維打印技術(shù)制造出合適的人類皮膚是可能的。論文共同通信作者、UC3M生物工程與航空航天工程系教授José Luis Jorcano指出這種皮膚“能夠被移植到病人體內(nèi)，或者用于商業(yè)環(huán)境中大量地測(cè)試化工產(chǎn)品、化妝品或藥用物品，并且針對(duì)這種測(cè)試制定出與這些用途相匹配的時(shí)間表和價(jià)格”。

這種新的人類皮膚是利用生物打印制造出的人類器官之一。它具有天然的人類皮膚的組織結(jié)構(gòu)：位于zui外面的具有角質(zhì)層的表皮，起著抵御外部環(huán)境的作用；比表皮位于更深處和更厚的。是由產(chǎn)生膠原蛋白的成纖維細(xì)胞組成的。膠原蛋白讓皮膚具有彈性和機(jī)械強(qiáng)度。

生物墨水（bioink）是三維生物打印的關(guān)鍵。當(dāng)利用三維生物打印機(jī)制造皮膚而不是墨水盒和彩色墨水時(shí)，研究人員使用了攜帶生物組分的噴射器。根據(jù)格雷戈里奧-馬拉尼翁綜合大學(xué)醫(yī)院研究員Juan Francisco del Cañizo的說法，“了解如何混合這些生物組分、在什么條件下利用它們開展研究以至于細(xì)胞不會(huì)發(fā)生功能惡化以及如何正確地儲(chǔ)存產(chǎn)品，在這種系統(tǒng)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。”儲(chǔ)存這些生物墨水的行為是由一臺(tái)計(jì)算機(jī)控制著的。這臺(tái)計(jì)算機(jī)以一種有序的方式將它們儲(chǔ)存在打印床上，隨后制造出人皮膚。

制造這些組織的過程能夠以兩種方式開展：利用很多細(xì)胞制造同種異體皮膚用于工業(yè)過程；利用病人自己的細(xì)胞制造自體皮膚用于治療目的，如用于治療重度燒傷，這種自體皮膚制造方法依具體情況而定。研究人員注意到，“我們僅使用人細(xì)胞和組分制造出具有生物活性的皮膚，這種皮膚能夠產(chǎn)生它自己的人膠原蛋白，因而避免其他方法中使用的動(dòng)物膠原蛋白。”這并不是全部，這是因?yàn)樗麄円舱趯ふ掖蛴∑渌私M織的方法。

這種新技術(shù)具有幾種優(yōu)勢(shì)。BioDan集團(tuán)執(zhí)行官Alfredo Brisac指出，“這種生物打印方法允許以一種標(biāo)準(zhǔn)化的自動(dòng)化方法制造皮膚，而且這種方法并不如手工制造那么昂貴。”

當(dāng)前，這種制造方法正在接受不同的歐洲監(jiān)管機(jī)構(gòu)的審批以便確保制造出的這種皮膚適用于移植到燒傷病人和具有其他皮膚問題的那些病人體內(nèi)。此外，這些組織能夠被用于測(cè)試藥用物品、化妝品消費(fèi)者化工產(chǎn)品，畢竟當(dāng)前的法律要求這種測(cè)試不能在動(dòng)物體內(nèi)開展。