科学家将血管整合到3D打印的活性皮肤中

3D打印快讯
2019
11/04
13:19
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来源:环球网

当涉及皮肤移植手术时,如果不必从患者自己的身体上获取,而是可以根据需要3D打印永久性皮肤移植物,那将是一件非常棒的事情。现在人们已经逐渐接近这一目标,因为科学家现在已经生物打印了完整的有血管的活性皮肤。首先,目前已经有由活细胞制成的商用3D生物打印的皮肤移植物。然而,这些通常仅打算用作临时伤口覆盖物,因为它们缺乏使血液从患者体内流入并进入其中的脉管系统。结果,这种移植物最终无法发挥作用,从患者自身的皮肤脱落。
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为了克服这一局限性,仁斯利尔理工大学的一个团队最初通过混合两种类型的活细胞来生产所谓的“生物墨水”。尽管它们仍缺乏血管系统,但它们被打印成皮肤样结构。最近,他们与耶鲁大学的研究人员合作,为这些生物墨水添加了某些“关键元素”。这些元素包括在血管内部排列的人内皮细胞和包裹在内皮细胞周围的周细胞。这些与通常在生物打印的皮肤移植物中发现的成分(例如动物胶原蛋白和其他结构细胞)结合在一起。

在几周内,研究人员用新的生物墨水打印出来的皮肤血管开始生长。当将这些皮肤块移植到小鼠的伤口上时,动物的血管开始与生物打印的皮肤中的血管相通,导致移植物在四周后充满血液。

“这非常重要,因为我们知道实际上有血液和营养物质转移到移植物中,这使移植物保持了生命,” 研究负责人、副教授Pankaj Karande表示。接下来,研究人员需要开发一种“编辑”供体细胞的方法,以使移植物不会被受体的身体排斥。
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卡兰德说:“当工程师们开始重建生物学结构时,我们总会意识到,类似于皮肤的生物学结构远比科学家在实验室的简单实验复杂得多,然而我们惊奇地发现,一旦我们开始接触这种复杂的生物学结构,生物就会自然接管,并形成逐渐接近自然形态结构。”

一旦耶鲁大学研究小组将3D打印皮肤移植实验老鼠身体上,3D打印皮肤上的血就开始与老鼠自己的血管连接起来,卡兰德说:“这是非常重要的,这意味着实际上有血液和营养物质转移至移植体,并维持移植体生存。为了使3D打印皮肤技术达到临床应用水平,研究人员需要使用类似CRISPR技术编辑供体细胞,从而使患者身体能够接受移植皮肤,虽然当前我们还未实现,但我们离目标更近一步。”

科学家最近在《 Tissue Engineering Part A》杂志上发表的一篇论文中描述了这项研究。


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