这项技术或将挽救无数悲剧的发生！
2019-08-01
女子本弱，为母则强。近日一则《儿子患皮肤癌，母亲割皮救子》的新闻化身“催泪弹”，博取了大量眼泪，女子身上因植皮造成的创口十分揪心，而她一心想救的儿子，依然在她身后疼得大哭，显然还远没有被治愈。
这样的悲情故事，着实令人心痛不已，事实上有植皮需求的病例很多，大到皮肤癌、各类烧伤，小到医学美容，但植皮手术多数需要用自己身上的皮肤来移植，取皮位置易留疤，并且并不适用于需要大面积植皮的病人，于是人造皮肤营运而生，但人造皮肤的价格….
皮肤打印机
但这个问题随着西北工业大学机电学院汪焰恩教授团队的新成果发布迎来了转机，该团队在3D打印活性仿生骨、软骨和皮肤技术上取得了突破性进展，据悉团队研制的3D打印活性仿生骨可以做到与自然骨的成分、结构、力学性能达到高度一致。
动物活体试验显示，该技术制造的仿生骨可在生物体内“发育”，甚至使自体细胞在人造骨中生长，最终，人造骨与自然骨很好地生长在一起，较好融入动物体内环境。据了解，这项技术的主要参数指标已经处于先进水平。
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生物3D打印人工皮肤有哪些应用？
目前，为了治疗烧伤患者，需要从患者身移植部分健康皮肤，但这会导致使患者身上产生更多的伤口，特别是在治疗大面积烧伤的患者时，这种方式带有一定弊端。而通过生物3D打印制造的人工皮肤有望替代人体皮肤移植，以人工皮肤进行烧伤皮肤的修复。
生物3D打印的人工皮肤组织可以替代动物，用于化妆品的测试。目前这项技术已经进入了商业化阶段。
根据3D科学谷的市场观察，生物3D打印公司Organovo与欧莱雅（美国）已在合作推进3D打印皮肤在化妆品实验中的应用，中国的化妆品企业伽蓝集团推出了用于测试的3D打印亚洲人皮肤组织，台湾工业研究院在3D打印人工皮肤领域也取得了进展。
其中，台湾工业研究院开发的人工皮肤是针对中国人的皮肤特性开发的，其3D打印皮肤组织EPiTRI，可以帮助化妆品制造商开展与OECD431和OECD439等国际法规和测试指南保持一致的材料和配方开发。EPiTRI 已在实验室中进行了严格的测试，可用于化妆品成分的体外实验。
虽然在部分国家和地区，美妆用品已不再需要动物实验，但是美妆制造商仍有必要开展确保产品安全性的替代性实验。生物3D打印的人工皮肤组织成为一种新兴的替代性实验方式。
3D打印皮肤组织具有与人体皮肤类似的结构，包括角质层、颗粒层、棘细胞层和基底层，人工皮肤脂质分析和屏障功能与人体皮肤匹配，这些是人工皮肤能够作为皮肤刺激实验和评估以及表皮腐蚀评估模型的基础。
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“想象一下，有一天，一台装满患者细胞科幻成真!在伤口上直接3D打印皮肤的生物打印机可以被直接推到病床边，并通过逐层打印皮肤来治疗患者的大伤口或烧伤，以此促进其伤口的愈合。这一天并不遥远”。维克森林大学医学院在一份声明中如是说。
来自该校再生医学研究所(WFIRM)的科学家们已经创造出了移动式皮肤生物打印系统，听上去比火星上的3D打印殖民地更具未来感。
目前，皮肤移植是治疗大面积伤口与烧伤的首选方案，但是当没有足够的健康皮肤可以使用时，该疗法就会变得具有挑战性。数百万美国人都患有慢性、大型、或不愈合伤口，并且由于往往需要进行多次治疗，所以治疗费用通常极高。
而皮肤打印技术则有助于解决这个问题。研究人员表示，该技术也适用于军人，在常规战争中，烧伤者占到了伤亡人数的10％至30％。
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在研究 制造技术的A * STAR新加坡研究所(SIMTECH)和南洋理工大学新加坡中心3D打印(SC3DP) 已经开发出一种方法来创造3D打印皮肤色素沉着，在一项名为“证明-OF-描述概念：有色人体皮肤结构的3D生物打印“。
研究小组使用生物打印技术来控制黑色素产生的皮肤细胞或黑色素细胞在仿生组织基质上的分布，从而产生类似于真人皮肤的色素沉着的皮肤。
“3D打印技术是精确沉积生物材料和活细胞以制造仿生皮肤的极好平台，具有很高的可重复性，”主要研究员Wei Long Ng说。“现在，经常看到不均匀的皮肤色素沉着，这仍然是一个亟待解决的巨大挑战。我们这个项目的目标是用这种方法来证明制造三维体外有色人体皮肤结构的可行性，并具有均匀的皮肤色素沉着。“
研究人员使用三种不同类型的皮肤细胞：黑色素细胞，角质形成细胞和成纤维细胞，以及两步生物打印方法，称为“按需滴落”。
“两步生物打印策略包括制造分层的多孔胶原基结构(其非常类似于皮肤的真皮区域)，以及表皮细胞(例如角质形成细胞和黑素细胞)在仿生皮肤构建体上的预定义位置处的沉积，创造3D体外着色的人体皮肤构造，“研究人员说。“当我们将三维生物打印的皮肤结构与使用手工铸造方法制造的皮肤结构进行比较时，我们发现两种制造方法 – 真皮区域顶部的细胞分布和真皮区域内的微结构之间的两个明显区别。与手工浇铸方法相比，两步生物打印策略能够以高度可控的方式实现打印单元的标准化分布。
此外，生物打印技术允许操纵3D胶原 – 成纤维细胞基质内的孔径，以制造在天然皮肤组织中清晰可见的分层的多孔结构。相反，使用手动铸造方法调整3D胶原 – 成纤维细胞基质内的皮肤微观结构是非常具有挑战性的。”
人类的皮肤颜色有着无数的变化 – 例如，为什么很多女性很难找到完美匹配肤色的化妆品。如果这些研究人员能够创造像天然皮肤那样的色素，那么对于那些需要皮肤移植的人来说，这将是一大喜讯。皮肤移植可以挽救生命，也是愈合心灵创伤的关键，但从化妆品的角度来看，工程皮肤移植仍然有很多缺失。患者自然需要像皮肤一样的新皮肤。
除了这项研究可能提供皮肤移植的进展之外，团队使用的生物打印方法还可以用于创建用于基本细胞生物学研究的皮肤构建体。
来源：器械之家
