新的生物3D打印可以生成具有復雜孔隙結構的精準色素皮膚

魔猴君  行業資訊   2626天前

新加坡的研究人員設計了一種新的控制生物3D打印人體皮膚色素沉著的方法。這項研究可能會導致未來更逼真的人造皮膚嫁接，毒理學以及化學測試。

新的生物打印研究可能會導致皮膚栩栩如生的色素沉著

目前，生物3D打印技術代表了一個非常有效的（如果還是探索性的）工程皮膚構造的各種任務的方式：皮膚修復和嫁接，毒理學和化學測試。但是，打印的皮膚并不完美。它通常缺乏像色素沉著，汗腺或毛囊這樣復雜的特征，因此看起來或行為都不像真實的東西。對于所有應用來說，這不是一個問題，但是對于像人類皮膚移植那樣的使用，它可能是一個快樂的病人和一個失望的病人之間的區別。

A * STAR的新加坡制造技術研究所（SIMTech）和新加坡南洋理工大學3D打印中心（SC3DP）的研究人員在一項可能成為皮膚生物3D打印重大新聞的研究項目中，已經使用3D打印技術來控制黑色素的分布在仿生組織基質上產生皮膚細胞（黑素細胞）。結果是數字制造的皮膚比以往任何時候都更加人性化。

“3D打印技術是精確沉積生物材料和活細胞的重要平臺，可以大量生產仿生皮膚，具有很高的可重復性。”主要作者Wei Long Ng解釋道。 “但是，經常看到不均勻的皮膚色素沉著，這仍然是一個亟待解決的巨大挑戰。我們這個項目的目標是用這種方法來證明制造具有均勻皮膚色素沉著的3D人體皮膚構建體的可行性。

那么它是如何工作的？這些研究人員是如何使用生物3D打印機設計出逼真的皮膚色素沉著？研究人員說，這個秘密是使用不少于三種不同類型的皮膚細胞 - 角質形成細胞，黑色素細胞和成纖維細胞，同時采用“按需滴落”的方法進行生物打印，這個方法由兩個不同的階段組成。

南洋理工大學的研究人員為這項研究做出了貢獻

生物打印兩步法的兩個步驟是：制造與皮膚真皮區非常相似的分層的多孔膠原基結構，并將表皮細胞如角質形成細胞和黑素細胞沉積在這些皮膚構建物的預定位置上。這兩個階段一起導致了3D體外著色的人類皮膚構建體，研究人員發現他們可以使用這種生物打印方法以更精確的方式分布活細胞。 Wei Long說：“當我們將生物三維打印的皮膚結構與使用手工鑄造方法制造的皮膚結構進行比較時，我們發現兩種制造方法有兩個不同的區別。

第一個差異是真皮區域頂部的細胞分布，第二個是真皮區域內的微觀結構。 Wei Long補充說，與手工澆鑄方法相比，兩步生物打印方法“能夠以高度可控的方式實現標準化分布”。生物3D打印過程還有其他優勢。據新加坡研究人員介紹，兩步法可以讓科學家操縱三維膠原 - 成纖維細胞基質內的孔徑，讓他們建立在正常皮膚中看到的那種層次多孔結構。研究人員說，使用手動鑄造方法要實現這一點要困難得多。

最終，由于它可以產生復雜的皮膚結構，這種生物打印的發展的用途可以是多方面的。能夠3D打印具有正確色素沉著的皮膚移植物是一個巨大的成就，因為它可以允許外科醫生用高水平的視覺微妙來修復傷口。但是新的方法也可以用來制造用于藥物測試和細胞生物學研究的皮膚結構等等。

這項研究已經發表了一篇研究論文《3D著色人體皮膚結構的生物打印》，該文章已經發表在Biofabrication雜志上。其他作者是Jovina Tan Zhi Qi，Wai Yee Yeong和May Win Naing。

來源：中國3D打印網