科學(xué)家將血管整合到3D打印的活性皮膚中

來(lái)源：環(huán)球網(wǎng)

當(dāng)涉及皮膚移植手術(shù)時(shí),如果不必從患者自己的身體上獲取，而是可以根據(jù)需要3D打印永久性皮膚移植物，那將是一件非常棒的事情。現(xiàn)在人們已經(jīng)逐漸接近這一目標(biāo)，因?yàn)榭茖W(xué)家現(xiàn)在已經(jīng)生物打印了完整的有血管的活性皮膚。首先，目前已經(jīng)有由活細(xì)胞制成的商用3D生物打印的皮膚移植物。然而，這些通常僅打算用作臨時(shí)傷口覆蓋物，因?yàn)樗鼈內(nèi)狈κ寡�液從患者體內(nèi)流入并進(jìn)入其中的脈管系統(tǒng)。結(jié)果，這種移植物最終無(wú)法發(fā)揮作用，從患者自身的皮膚脫落。

為了克服這一局限性，仁斯利爾理工大學(xué)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)最初通過(guò)混合兩種類(lèi)型的活細(xì)胞來(lái)生產(chǎn)所謂的“生物墨水”。盡管它們?nèi)匀狈ρ�管系統(tǒng)，但它們被打印成皮膚樣結(jié)構(gòu)。最近，他們與耶魯大學(xué)的研究人員合作，為這些生物墨水添加了某些“關(guān)鍵元素”。這些元素包括在血管內(nèi)部排列的人內(nèi)皮細(xì)胞和包裹在內(nèi)皮細(xì)胞周?chē)�的周�?xì)胞。這些與通常在生物打印的皮膚移植物中發(fā)現(xiàn)的成分（例如動(dòng)物膠原蛋白和其他結(jié)構(gòu)細(xì)胞）結(jié)合在一起。

在幾周內(nèi)，研究人員用新的生物墨水打印出來(lái)的皮膚血管開(kāi)始生長(zhǎng)。當(dāng)將這些皮膚塊移植到小鼠的傷口上時(shí)，動(dòng)物的血管開(kāi)始與生物打印的皮膚中的血管相通，導(dǎo)致移植物在四周后充滿(mǎn)血液。

“這非常重要，因?yàn)槲覀冎�道�?shí)際上有血液和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)移到移植物中，這使移植物保持了生命，” 研究負(fù)責(zé)人、副教授Pankaj Karande表示。接下來(lái)，研究人員需要開(kāi)發(fā)一種“編輯”供體細(xì)胞的方法，以使移植物不會(huì)被受體的身體排斥。

卡蘭德說(shuō)：“當(dāng)工程師們開(kāi)始重建生物學(xué)結(jié)構(gòu)時(shí)，我們總會(huì)意識(shí)到，類(lèi)似于皮膚的生物學(xué)結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)比科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)室的簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)復(fù)雜得多，然而我們驚奇地發(fā)現(xiàn)，一旦我們開(kāi)始接觸這種復(fù)雜的生物學(xué)結(jié)構(gòu)，生物就會(huì)自然接管，并形成逐漸接近自然形態(tài)結(jié)構(gòu)�！�

一旦耶魯大學(xué)研究小組將3D打印皮膚移植實(shí)驗(yàn)老鼠身體上，3D打印皮膚上的血就開(kāi)始與老鼠自己的血管連接起來(lái)，卡蘭德說(shuō)：“這是非常重要的，這意味著實(shí)際上有血液和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)移至移植體，并維持移植體生存。為了使3D打印皮膚技術(shù)達(dá)到臨床應(yīng)用水平，研究人員需要使用類(lèi)似CRISPR技術(shù)編輯供體細(xì)胞，從而使患者身體能夠接受移植皮膚，雖然當(dāng)前我們還未實(shí)現(xiàn)，但我們離目標(biāo)更近一步�！�

科學(xué)家最近在《 Tissue Engineering Part A》雜志上發(fā)表的一篇論文中描述了這項(xiàng)研究。