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生物3D打印人工皮肤有哪些应用?

2018/10/17 21:34:45

3D打印技术与生命科学相结合为创建人工器官、组织打开了一扇门,而创建人工皮肤是这些学科所探索的其中一个应用方向。3D打印的人工皮肤或将改变烧伤患者的皮肤修复治疗方式与化妆品研发过程中所需的测试方式。

目前,为了治疗烧伤患者,需要从患者身移植部分健康皮肤,但这会导致使患者身上产生更多的伤口,特别是在治疗大面积烧伤的患者时,这种方式带有一定弊端。而通过生物3D打印制造的人工皮肤有望替代人体皮肤移植,以人工皮肤进行烧伤皮肤的修复。

多伦多大学生物医学和机械工程研究生团队就开展了生物3D打印人工皮肤的研究,通过他们的研究,我们可以大致了解到3D打印人工皮肤的制造过程和原理。

多伦多大学的团队研发了一种生物3D打印机,该3D打印设备能够在一段相对短的时间内大量生成可移植的人工皮肤。通过这台3D打印机,可以挤出一种被称为“活绷带”的水凝胶材料,该材料是由生物聚合物、人角质形成细胞(一种皮肤细胞)和成纤维细胞(即在伤口愈合中起关键作用的蜂窝结构体)混合而成的。

在挤出过程中,水凝胶材料被打印成离散和清晰的蜂窝结构体,以模仿人体皮肤。这种人工皮肤组织的应用方向是覆盖在人体烧伤的皮肤创面上,促进烧伤皮肤修复。

生物3D打印技术能够模仿人类皮肤组织结构,创建出具有不同层的人工皮肤结构,即用于保护内部组织的表皮结构,更厚更深的真皮层, 以及由成纤维细胞产生的胶原蛋白构成的具有弹性和机械强度的结构。

但是通过生物3D打印技术和带有人体细胞的活性材料制造的人工皮肤,看起来并不像真正的皮肤,与人体真正的皮肤相比,这些皮肤组织并不具有毛囊或色素沉着。

为解决这些问题,新加坡制造技术研究所(SIMTech)的研究人员和科学家以及南洋理工大学3D打印中心(SC3DP)开发了一种3D打印制作的着色皮肤。

他们使用生物3D打印来实现均匀的皮肤色素沉着。对于用于人工皮肤制造技术来说,这项研究成果可能将是一个很大的进步,因为这项技术能够制造出与人体具有匹配肤色的人工皮肤,这将促进人工皮肤技术在医疗中的应用。

生物3D打印的人工皮肤组织可以替代动物,用于化妆品的测试。目前这项技术已经进入了商业化阶段。

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