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3D打印制造的人工皮膚有望替代人體皮膚移植
更新時(shí)間：2018-09-29 ｜ 瀏覽次數：2722次
摘要:3D打印技術(shù)與生命科學(xué)相結合為創(chuàng )建人工器官、組織打開(kāi)了一扇門(mén)，而創(chuàng )建人工皮膚是這些學(xué)科所探索的其中一個(gè)應用方向。3D打印的人工皮膚或將改變燒傷患者的皮膚修復治療方式與化妝品研發(fā)過(guò)程中所需的測試方式。
替代移植，修復嚴重受損皮膚
多倫多大學(xué)生物醫學(xué)和機械工程研究生團隊就開(kāi)展了生物3D打印人工皮膚的研究，通過(guò)他們的研究，我們可以大致了解到3D打印人工皮膚的制造過(guò)程和原理。
多倫多大學(xué)的團隊研發(fā)了一種生物3D打印機，該3D打印設備能夠在一段相對短的時(shí)間內大量生成可移植的人工皮膚。通過(guò)這臺3D打印機，可以擠出一種被稱(chēng)為“活繃帶”的水凝膠材料，該材料是由生物聚合物、人角質(zhì)形成細胞（一種皮膚細胞）和成纖維細胞（即在傷口愈合中起關(guān)鍵作用的蜂窩結構體）混合而成的。
生物3D打印技術(shù)能夠模仿人類(lèi)皮膚組織結構，創(chuàng )建出具有不同層的人工皮膚結構，即用于保護內部組織的表皮結構，更厚更深的真皮層， 以及由成纖維細胞產(chǎn)生的膠原蛋白構成的具有彈性和機械強度的結構。
但是通過(guò)生物3D打印技術(shù)和帶有人體細胞的活性材料制造的人工皮膚，看起來(lái)并不像真正的皮膚，與人體真正的皮膚相比，這些皮膚組織并不具有毛囊或色素沉著(zhù)。
為解決這些問(wèn)題，新加坡制造技術(shù)研究所（SIMTech）的研究人員和科學(xué)家以及南洋理工大學(xué)3D打印中心（SC3DP）開(kāi)發(fā)了一種3D打印制作的著(zhù)色皮膚。
他們使用生物3D打印來(lái)實(shí)現均勻的皮膚色素沉著(zhù)。對于用于人工皮膚制造技術(shù)來(lái)說(shuō)，這項研究成果可能將是一個(gè)很大的進(jìn)步，因為這項技術(shù)能夠制造出與人體具有匹配膚色的人工皮膚，這將促進(jìn)人工皮膚技術(shù)在醫療中的應用。
替代動(dòng)物，進(jìn)行化妝品測試
生物3D打印的人工皮膚組織可以替代動(dòng)物，用于化妝品的測試。目前這項技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入了商業(yè)化階段。
根據3D科學(xué)谷的市場(chǎng)觀(guān)察，生物3D打印公司Organovo與歐萊雅（美國）已在合作推進(jìn)3D打印皮膚在化妝品實(shí)驗中的應用，中國的化妝品企業(yè)伽藍集團推出了用于測試的3D打印亞洲人皮膚組織，臺灣工業(yè)研究院在3D打印人工皮膚領(lǐng)域也取得了進(jìn)展。
其中，臺灣工業(yè)研究院開(kāi)發(fā)的人工皮膚是針對中國人的皮膚特性開(kāi)發(fā)的，其3D打印皮膚組織EPiTRI，可以幫助化妝品制造商開(kāi)展與OECD431和OECD439等國際法規和測試指南保持一致的材料和配方開(kāi)發(fā)。EPiTRI 已在實(shí)驗室中進(jìn)行了嚴格的測試，可用于化妝品成分的體外實(shí)驗。
雖然在部分國家和地區，美妝用品已不再需要動(dòng)物實(shí)驗，但是美妝制造商仍有必要開(kāi)展確保產(chǎn)品安全性的替代性實(shí)驗。生物3D打印的人工皮膚組織成為一種新興的替代性實(shí)驗方式。
3D打印皮膚組織具有與人體皮膚類(lèi)似的結構，包括角質(zhì)層、顆粒層、棘細胞層和基底層，人工皮膚脂質(zhì)分析和屏障功能與人體皮膚匹配，這些是人工皮膚能夠作為皮膚刺激實(shí)驗和評估以及表皮腐蝕評估模型的基礎。
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