美国耶鲁大学医学院：3D打印带微血管网的皮肤

作者:焦天，连芩
来源：机械制造系统工程国家重点实验室

导读：众所周知，皮肤中微血管非常重要，局部的皮肤通过微血管与人体进行物质交换，获得营养并排泄废物。如果缺乏微血管网，移植皮肤将很难存活。

近日，美国耶鲁大学医学院的Tania Baltazar等人打印了包含微血管网的皮肤，该微血管网与人体皮肤的微血管网非常相似。该技术朝着制造有效的人体皮肤替代物的目标更了进一步，有望用于皮肤烧伤的治疗。

该课题组主要采用3D打印技术与干细胞培养技术相结合的方法制造包含微血管网的皮肤。课题组将胎盘周细胞引入到皮肤打印当中，将胎盘周细胞、成纤维细胞、血管内皮细胞混合在胶原溶液中作为真皮层墨水，如图1所示，采用挤出打印的方式先打印数层真皮层墨水，然后采用细胞分化液诱导胎盘周细胞分化，之后在真皮层上面打印角质细胞悬液，通过培养构建表皮层。经过30天的培养诱导干细胞分化，构建了包含微血管网的皮肤。并可以观察到打印的皮肤包含双层结构，皮肤中丝聚合蛋白、细胞角蛋白14、Ⅳ型胶原和细胞角蛋白10的分布均与人体天然皮肤相似。

图1皮肤打印方法流程图

图2 皮肤中的微血管网（标尺100μm）

如图2所示，打印的皮肤出现了复杂的微血管网络，血管最小直径20μm左右，接近人体皮肤最小的血管尺寸。

课题组即将开展相关动物实验研究，探索将移植皮肤的血管与老鼠自身的血管连通起来的技术，期望能够实现移植皮肤与自体间的贯通。如果可以实现移植皮肤与自体间的物质交换，3D打印皮肤用于皮肤损伤的临床治疗将在不远的将来成为现实。

参考文献：
1.Tania Baltazar, Jonathan Merola, Carolina Catarino, et al. Three Dimensional Bioprinting of a Vascularized and Perfusable Skin Graft Using Human Keratinocytes, Fibroblasts, Pericytes, and Endothelial Cells [J]. Tissue engineering. Part A, 2019 DOI：10.1089/ten.TEA.2019.0201.