格拉茨技术大学与VIT合作开发3D打印活细胞皮肤仿制品

2025年4月7日，南极熊获悉，奥地利格拉茨技术大学(TUG) 和印度韦洛尔理工学院 (VIT) 宣称，研究人员正在开发一种配备活细胞的3D打印皮肤模拟物，以便在无需动物试验的情况下测试化妆品中的纳米颗粒。

△由优化的水凝胶制成的3D打印结构

根据欧洲的2010/63/EU动物实验指令规定，在欧盟境内对化妆品以及成分进行动物试验是有严格受限的。因此，人们正在积极寻找替代方法来测试化妆品（如防晒霜）中纳米颗粒的吸收和毒性。来自格拉茨技术大学和VIT的研究人员团队正在开发模仿人体皮肤天然三层组织结构和生物力学的皮肤仿制品。这种仿制品可以使用3D打印生产，由与活细胞一起打印的水凝胶配方组成。第一批皮肤模型现已准备好进行纳米颗粒测试。

格拉茨技术大学生物基系统化学与技术研究所的Karin Stana Kleinschek指出：“制作皮肤仿制品所使用的凝胶必须满足多项要求。该凝胶需与活体皮肤细胞兼容，确保这些细胞不仅能存活，而且能够生长和繁殖。”

△带有人类角质形成细胞的3D打印结构

3D打印水凝胶为细胞生长和稳定性奠定基础

格拉茨技术大学开发的水凝胶配方为稳定且可3D打印的结构奠定了基础。水凝胶的高含水量为细胞整合和生长提供了理想的环境。然而，这种高含水量也需要对3D打印进行机械和化学稳定的方法。

格拉茨技术大学专注于研究交联技术，以实现水凝胶的稳定。理想的方法是遵循自然规律，在极为温和的条件下进行交联，同时避免使用任何细胞毒性化学物质。一旦实现稳定，合作伙伴将对3D打印出的水凝胶进行细胞培养测试，以评估它的抗性和毒性。

△生物3D打印机利用人体细胞制造皮肤示意

3D打印人造皮肤研究进展

研究表明，当水凝胶中的皮肤细胞能够在培养环境中存活两到三周，并成功发育成皮肤组织时，它便可被称为“皮肤仿制品”。这种仿制品将为化妆品行业提供一个新的细胞测试平台。交联材料在细胞培养中表现出无细胞毒性且具有良好的机械稳定性，标志着这一技术的重大突破。

接下来，格拉茨技术大学与VIT合作将进一步优化水凝胶配方，并将这些仿制皮肤用于纳米粒子测试。Karin表示：“这一成果是我们多年在组织仿制品材料研究领域积累的专业知识与VIT在分子和细胞生物学方面专长的完美结合。”该研究团队还计划验证这些仿制品作为动物实验替代品的有效性，为未来的科学研究和应用提供更多可能性。