TIMEDOO肽度（微信號：Time-doo）獲悉，RPI(Rensselaer Polytechnic Institute)的研究團隊開發(fā)3D打印(3D printing)人造皮膚(artificial skin)的新方法，使用經(jīng)基因編輯的人類細胞與其他生物成分所構成的生物墨水(bioink)為材料，制作出內建血管的人造皮膚，可望提供患者更實用、能跟患部緊密整合的皮膚移植物。
根據(jù)RPI報道，現(xiàn)有的人造皮膚臨床產(chǎn)品較像是高級版的OK繃，雖然多少有助于加快傷口癒合，但最大的障礙就是這些皮膚移植物不具備能實際發(fā)揮作用的血管系統(tǒng)，因此無法跟患部的血管與細胞緊密結合，最終還是會脫落。RPI的研究進展對于未來制作更接近人體自然生成皮膚的移植物有很大的幫助。

RIP這項人造皮膚研究由美國國立衛(wèi)生研究院(NIH)提供資助，顯示3D生物打印(bioprinting)在精準醫(yī)療(precision medicine)的應用充滿潛力，有望為特定情況與個人提供個性化的解決方案。RPI的研究論文”3D bioprinting of a vascularized and perfusable skin graft using human keratinocytes”已于2019年11月1日發(fā)表在Tissue Engineering, Part A線上期刊。

RPI的人造皮膚對糖尿病性潰瘍或壓迫性潰瘍患者將是一大福音，這類潰瘍通常出現(xiàn)在個別人體的不同位置，可以使用較小片的RPI人造皮膚處理。此外糖尿病患者的傷口通常需要更長的復原時間，RPI的人造皮膚也將有助于加速復原。至于燒燙傷患者的應用則還需要諸多努力，解決包括患者的末梢神經(jīng)與末梢血管已不復存在的問題。

RPI的3D打印人造皮膚采用的生物墨水，內含纖維母細胞、血管內壁的內皮細胞、包覆內皮細胞的外被細胞、動物性膠原蛋白與其他常用于皮膚移植物的結構細胞等必要成分，首先制作人造皮膚的血管化真皮(ascularized dermis)層，接著再以膠原蛋白生物墨水，將形成人類皮膚防滲表皮的角質細胞打印在真皮層之上。

接著經(jīng)過數(shù)周時間的體外培養(yǎng)讓所有細胞彼此連結，并在由皮膚細胞層疊構成的隔絕層下發(fā)展出互相連接的微血管網(wǎng)路，移植到老鼠身上可在4周內跟老鼠的血管連結形成完整的表皮血管系統(tǒng)，上皮的延伸會跟皮下的結締組織結合在一起，老鼠的血液循環(huán)便可及于人造皮膚以提供氧氣與養(yǎng)分，這是確保人造皮膚持續(xù)生存非常重大的進展。

此外為了讓3D打印制作的人造皮膚達到臨床應用的標準，RIP研究團隊必須運用類似CRISPR的基因編輯技術來處理作為生物墨水原料的細胞，這些細胞是由捐贈者提供，經(jīng)過基因編輯后所打印生成的人造皮膚血管，才能被患者本身的血管接受與結合而不會產(chǎn)生排斥現(xiàn)象。目前完成老鼠實驗已向人體應用目標又邁進一步。

RIP的研究團隊2013年12月31日曾在Tissue Engineering, Part C線上期刊發(fā)表透過3D生物打印設計與制作人造皮膚的創(chuàng)新論文，以2種人類活體細胞與其他必要的成分作為生物墨水，成功應用于3D打印以制作出類似人類皮膚的結構。而在人造皮膚內建血管系統(tǒng)的后續(xù)研究，則是跟耶魯醫(yī)學院(Yale School of Medicine)進行合作。

編輯|李詠欣