研究

研究人员使用3D生物打印皮肤成功治愈深伤

研究ers from the伯明翰大学哈德斯菲尔德大学英国,已经开发了一种新的3D生物打印技术,可用于治疗慢性伤口。

该方法被命名为悬浮层添加剂制造(SLAM),可以打印出一种新型的生物材料,以准确模拟哺乳动物皮肤的结构。

In fact, according to the researchers, the biomaterial is the first of its kind to simulate all three of the major layers found in skin – the hypodermis, the dermis, and the epidermis – making it a unique tri-layered skin equivalent. Early experiments suggest that the 3D bioprinted skin can be placed at the site of a wound to induce healing, reducing scar tissue in the process.

悬挂层添加剂制造(SLAM)。图像通过伯明翰大学。
悬挂层添加剂制造(SLAM)。图像通过伯明翰大学。

皮肤 - 三层深

Although our skin is quite adept at healing surface-level cuts, deeper chronic wounds are often more of a challenge to repair. This is because our skin actually consists of three different layers, and the top layer tends to heal faster than the bottom layers, causing deeper wounds to sometimes collapse on themselves. The result is scar tissue and a reduction in normal skin function.

医学研究人员已经一段时间一直试图开发准确的皮肤替代品,但是英国团队申明,这些皮肤模型都无法模拟真实事物的化学和机械特征。问题?事实证明,模仿三层结构已被证明很困难,因为每一层的性质都大不相同。

“您有效地拥有三种不同的单元格。它们都以不同的速度生长。”该研究的合着者艾伦·史密斯(Alan Smith)解释说。“如果您尝试生产三层结构,那么很难提供每个不同层的每个要求。”

皮下注射,真皮和表皮。图像通过伯明翰大学。
皮下注射,真皮和表皮。图像通过伯明翰大学。

Suspended Layer Additive Manufacturing

为了更好地模仿皮肤的自然结构,研究人员采用了大满贯。生物打印技术涉及将生物材料层悬挂在凝胶中,在那里它们可以在维持其形成的同时将它们排列并堆叠成带。在本研究的情况下,研究人员将皮下注射,真皮和表皮细胞沉积到辅助凝胶中,然后将凝胶清洗掉,仅将分层皮肤等效地留下。

为了测试印刷的皮肤贴片,团队随后在猪皮样品中切一个孔,以相当于印刷的皮肤填充孔。将整个模型培养为两周,研究人员实际上观察到伤口修复的迹象。

该研究的合着者利亚姆·格罗弗(Liam Grover)补充说:“我们使用了一种使我们能够量化原始材料和组织之间的整合的污渍。”“即使在短时间内,我们也能够证明一些整合。”

尽管由于愈合过程的时间比模型允许的时间更长,但团队无法完全评估3D印刷皮肤替代品的功效,但最初的结果确实非常有前途。英国研究人员现在打算使用更稳固的模型对慢性伤口进行更长的研究,其最终目标是3D打印三层皮肤替代品能够治愈真实的人皮肤。

该研究的更多细节可以在标题为“”的论文中找到A suspended layer additive manufacturing approach to the bioprinting of tri-layered skin equivalents’。

The 3D bioprinted skin equivalent (left). Image via University of Birmingham.
The 3D bioprinted skin equivalent (left). Image via University of Birmingham.

The field of bioprinting is a fast-growing one, with applications in everything from regenerative medicine and drug discovery to food. Just recently, biotechnology firmPrellis Biologics宣布创作小说基于3D生物打印的抗体发现平台。该公司的平台有效地是一种功能性的免疫系统,能够重现人类细胞之间的相互作用和免疫反应,因此非常适合进行疾病治疗R&D。

在其他地方,再生医学公司CTIBIOTECH最近开发了一个新的3D生物打印平台personalized medicine for patients with colorectal cancer。与普罗夫迪夫医科大学和UMHAT-Eurohospital in Bulgaria, the platform is capable of producing cost-effective and reproducible human colon cancer disease models and can also be used for chemotherapeutic screening.

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Featured image shows the hypodermis, the dermis, and the epidermis. Image via University of Birmingham.