法國CTIBiotech推出兩款3D打印皮膚模型供商業(yè)化應(yīng)用

2020年11月30日，南極熊獲悉，法國初創(chuàng)公司CTIBiotech推出了兩種用于皮膚護理的生物打印全皮膚模型。這家公司致力于為研究人員提供最好的工具，以制造出與人類最相容的產(chǎn)品，并展示了用于篩查適合正常和發(fā)炎皮膚的藥物及成分的皮膚模型，以及3D打印皮脂腺模型用于油脂分泌物篩查和燒傷研究。

CTIBiotech開發(fā)的3D生物打印技術(shù)，有望使研究人員創(chuàng)建大量人體組織模型并推進生物醫(yī)學(xué)研究。此外，在醫(yī)藥和化妝品領(lǐng)域，對皮膚產(chǎn)品的法規(guī)和消費者要求已經(jīng)提高，因此將快速、可靠和安全的測試作為首要任務(wù)。CTIBiotech在生物打印方面的最新創(chuàng)新有望幫助加速​​皮膚模型的創(chuàng)建，而皮膚模型在過去一直被認為是一項艱巨的任務(wù)。

CTIBiotech的兩項新的生物打印全皮膚模型在日本第31屆國際化妝品化學(xué)家聯(lián)合會（IFSCC）大會上亮相，這場大會也因為受到COVID-19病毒流行的影響而變?yōu)榫�上舉辦。 CTIBiotech一直致力于改進生物打印專業(yè)知識，以生產(chǎn)出適用于皮膚護理應(yīng)用的新模型，已有5年的歷史，可滿足不斷反復(fù)的測試需求，以評估皮膚美容產(chǎn)品，醫(yī)療和美容設(shè)備或醫(yī)療器械中所含成分的功效和安全性。此外，他們也在準(zhǔn)備皮膚再生和燒傷的臨床試驗。

△通過3D生物打印制作的人造人皮，經(jīng)過數(shù)周時間成熟，圖片由CTIBiotech提供

來自CTIBiotech和德國皮膚學(xué)研究實驗室Beiersdorf的研究人員開發(fā)了一種創(chuàng)新的體外全皮膚模型，包括皮脂腺，利用生物打印技術(shù)研究脂質(zhì)的產(chǎn)生和活性成分的高通量篩選。這些創(chuàng)新的、具有成本效益的、有用的模型可能在不久的將來成為開發(fā)先進化妝品和皮膚病產(chǎn)品的有力工具。

皮脂腺分泌混合脂質(zhì)潤滑皮膚，使其成為抵御外界侵害的首要防御機制之一，也有助于調(diào)節(jié)皮膚微生物組，具有抗氧化特性和抗衰老特性。CTIBiotech聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官Nico Forraz表示，拜爾斯道夫公司需要獲得能夠快速篩選新產(chǎn)品或成分的技術(shù)，但同時也可以足夠先進和復(fù)雜，幫助研究人員研究能夠促進或減少皮脂分泌的新產(chǎn)品。

△ A）3D生物打印皮膚模型與生物墨水和原生CTIBiotech細胞，B）8天后使用Live/Dead試劑進行可行性檢測，C）3D生物打印21天后，圖片由CTIBiotech提供

快速和準(zhǔn)確的人類皮脂篩查是非常重要的，特別是由于全球污染的增加和過敏性皮膚發(fā)病率的上升。CTIBiotech設(shè)計了一個快速的流程，從捐贈者那里采集皮膚樣本，用于培養(yǎng)細胞群。然后，通過調(diào)整人體細胞生物打印策略，在宏觀和微觀尺度上設(shè)計打印皮膚模型，研究人員成功地創(chuàng)建了一個多腺體微海藻全皮膚模型，包括表皮、真皮和皮脂腺，用于快速篩選成分和藥物。

在這種規(guī)模上進行篩選，可以更快地選擇合適的產(chǎn)品和對皮膚治療有用的產(chǎn)品濃度。使用CAD軟件設(shè)計3D模型，然后用Cellink的Bio X 3D系統(tǒng)在12孔板中進行生物打印。之后，打印的模型經(jīng)過21天的成熟期。CTIBiotech能夠在兩小時內(nèi)3D打印出一百多個可重復(fù)的皮膚模型。他們宣稱，3D模型可以提供更多的病理數(shù)據(jù)和實時數(shù)據(jù)，說明某種成分對皮膚的影響，從而可以更好、更有針對性地為客戶選擇化妝品和藥品。事實上，F(xiàn)orraz表示，他們正在積極研發(fā)針對痤瘡和燒傷的皮脂腺模型。

Forraz建議："針對痤瘡的有效藥物非常少，許多制藥公司希望推出抗痤瘡項目。同樣，也需要能夠幫助燒傷患者進行保濕的藥物。任何需要解決這種情況的藥物，都可以以我們制作的生物打印皮膚模型為模型。"

△3D生物打印微海藻模型的結(jié)構(gòu)，圖片由CTIBiotech提供

CTIBiotech開發(fā)的第二種皮膚模型，是一種生物打印免疫成熟的巨噬細胞全皮膚體外測試系統(tǒng)，用于篩選減少或預(yù)防炎癥的化妝品成分。之所以選擇巨噬細胞進行研究，是因為巨噬細胞在皮膚的免疫動力學(xué)中極為重要，這些特化細胞是人體的第一道防線，可以檢測并破壞細菌等有害外來生物。

此次，CTIBiotech與法國化妝品增材制造商巴斯夫護理創(chuàng)意公司合作構(gòu)建模型，他們希望有一個可靠的模型，針對特定的護膚成分，減少皮膚炎癥。Forraz表示，像巴斯夫這樣的公司需要盡早預(yù)測護膚品的功效和安全性。人們對預(yù)防和治療非致命性皮膚病的解決方案的需求越來越大，但合適的、可負擔(dān)的篩查系統(tǒng)的供應(yīng)卻沒有跟上。CTIBiotech檢測到，出于安全考慮和法規(guī)，對更復(fù)雜的體外皮膚模型和體外測試的需求在增加。

△3D生物打印皮膚模型21天成熟后，圖片由CTIBiotech提供

為了創(chuàng)建免疫皮膚模型，事先用SketchUp和Slic3r軟件分別在電腦上設(shè)計和切片生物打印模型，以便生成G代碼文件。然后，將擴增后的細胞分別與適合皮膚發(fā)育的生物墨水混合，用Cellink公司的Bio X設(shè)備在12孔板中進行3D打印。兩小時內(nèi)3D打印出了一百多個相同的皮膚模型。

目前CTIBiotech正在將其商業(yè)化，巴斯夫和拜爾斯道夫是最早使用這些模型的兩家公司，但Forraz證實，他們現(xiàn)在正在為更多的企業(yè)甚至巴黎的臨床醫(yī)院測試生物打印模型。

"我們的想法是生物打印一個盡可能接近人體狀況的人體組織，應(yīng)用于化妝品、皮膚病學(xué)和醫(yī)院治療學(xué)。我們有興趣不斷開發(fā)我們的皮膚模型和癌癥模型，但從長遠來看，我們已經(jīng)在尋求開發(fā)頭皮皮膚和皮膚色素沉著的生物打印模型，甚至試圖將神經(jīng)元整合到我們的皮膚模型中，以創(chuàng)建敏感的皮膚模型（但這還在進行中）。"Forraz繼續(xù)說道。

△生物打印皮膚模型與手工皮膚模型的可重復(fù)性，圖片由CTIBiotech提供

得益于生物打印技術(shù)，CTIBiotech正在通過對人體組織模型開發(fā)和生產(chǎn)過程的自動化創(chuàng)新來改變其業(yè)務(wù)。這些新的模型以多份的形式生產(chǎn)，與患者自身的組織在生物學(xué)上完全相同，將成為研究和開發(fā)新的抗癌藥物或更有效的護膚品等的有力踏板。


編譯自：3dprint