導讀：皮膚作為人體的最大器官，也是我們健康的第一道防線。針對于燒傷，深傷口和不愈合的傷口都可能構成巨大威脅，需要立即進行治療。治愈嚴重皮膚損傷的最佳方法是通過移植，但必須有健康供體提供皮膚，這對于急需移植的患者無疑是一大難題。3D生物打印新技術的出現，為解決這個問題帶來了希望，它能夠幫助醫生為患者制造合適的替代移植物。

2022年1月7日，南極熊獲悉，來自英國伯明翰大學和哈德斯菲爾德大學的研究人員就開發了一種新的3D生物打印技術，可用于治療慢性皮膚損傷。該方法被命名為懸浮層增材制造（SLAM），能夠打印出一種新型生物材料，準確地模擬哺乳動物的皮膚結構。

事實上，根據研究人員的說法，這種生物材料是第一個模擬皮膚中所有三個主要層次的生物材料——皮下組織層、真皮層和表皮層，使其成為一種獨特的三層皮膚等效物。早期的實驗表明，3D生物打印的皮膚可以放置在傷口的位置，以誘導愈合，在此過程中減少疤痕組織。

△懸浮層增材制造（SLAM）。圖片來自伯明翰大學。

深入三層皮膚的治療

雖然我們的皮膚非常善于愈合表面的傷口，但更深的慢性傷口的修復往往是一個更大的挑戰。這是因為我們的皮膚實際上由三個不同的層組成，而頂層往往比底層愈合得更快，導致較深的傷口有時會自行塌陷。其結果是疤痕組織和正常皮膚功能的減少。

一段時間以來，醫學研究人員一直試圖開發準確的皮膚替代品，但英國研究團隊確認，這些皮膚模型沒有一個能夠同時模擬真實事物的化學和機械特性。問題出在哪里？模仿三層結構已被證明是困難的，因為每一層的特性都有很大的不同。

"皮膚實際上有三種不同的細胞類型，它們都以不同的速度生長，"該研究的共同作者Alan Smith解釋說。"如果你試圖生產三層結構，它可能非常難以提供每個不同層的要求。"

△皮下層、真皮層和表皮層。圖片來自伯明翰大學。

懸浮層增材制造——SLAM

為了更好地模仿皮膚的自然結構，研究人員采用了SLAM技術。這種生物打印技術涉及將生物材料層懸浮在凝膠中，在那里它們可以被排列和堆疊成條狀，同時保持其形成。在本研究中，研究人員將皮下組織、真皮和表皮細胞沉積到支持性凝膠中，然后將凝膠洗掉，只留下分層的皮膚當量。

為了測試打印的皮膚貼片，研究小組隨后在豬皮樣本上切了一個洞，用打印的皮膚等價物填充該洞。整個模型被培養了兩個星期，研究人員實際上觀察到了傷口修復的跡象。

該研究的共同作者Liam Grover補充說："我們使用了一種染色劑，使我們能夠量化我們在原始材料和組織之間得到的整合。即使在很短的時間內，我們也能夠證明實驗皮膚確實完成了一些整合。"

盡管由于愈合過程比模型允許的時間長，導致研究團隊無法完全評估3D打印皮膚替代品的功效，但初步結果確實展現出非常大的應用希望。英國研究人員現在打算使用更強大的慢性傷口模型進行更長時間的調查，最終目標是3D打印能夠愈合真實人類皮膚的三層皮膚替代品。

△3D生物打印的皮膚（左）。圖片來自伯明翰大學。

該研究的更多細節可以在題為 "A suspended layeradditive manufacturing approach to the bioprinting of tri-layered skinequivalents"的論文中找到。

相關論文鏈接：https://aip.scitation.org/doi/10.1063/5.0061361

生物打印領域是一個快速增長的領域，從再生醫學和藥物發現到食品都有應用。就在最近，生物技術公司Prellis Biologics宣布建立了一個基于3D生物打印的新型抗體發現平臺。該公司的平臺實際上是一個在培養皿中運作的免疫系統，能夠再現人類細胞間的相互作用和免疫反應，使其成為進行疾病治療研發的理想選擇。

在其他地方，再生醫學公司CTIBIOTECH最近開發了一個新的3D生物打印平臺，為結直腸癌患者提供個性化的藥物。該平臺是與普羅夫迪夫醫科大學和保加利亞的UMHAT-歐洲醫院合作開發的，能夠生產出具有成本效益和可重復的人類結腸癌疾病模型，也可用于化療篩選。