研究人员开发出一种3D打印带血管皮肤的新方法

来源：news medical |校审：Kate Anderton | 2019-11-1 | 翻译：聚生物

伦斯勒理工学院(Rensselaer Polytechnic Institute)的研究人员开发出了一种3D打印活皮肤的方法，这种皮肤带有血管。这一进展今天发表在《组织工程A部分》(Tissue Engineering Part A)的网站上，它是朝着创造更像我们身体自然产生的皮肤的移植物迈出的重要一步。

伦斯勒理工学院(Rensselaer Polytechnic Institute)的研究人员开发出了一种3D打印活皮肤的方法，这种皮肤带有血管。这一进展今天发表在《组织工程A部分》(Tissue Engineering Part A)的网站上，它是朝着创造更像我们身体自然产生的皮肤的移植物迈出的重要一步。

“目前，任何临床产品都更像是一个花哨的创可贴，”化学和生物工程副教授、生物技术和跨学科研究中心(CBIS)成员潘卡伊·卡兰德(Pankaj Karande)说。“它可以加速伤口的愈合，但最终会脱落；它从未真正与宿主细胞整合。”

这种结合的一个重要障碍是移植皮肤中没有一个功能正常的血管系统。

卡兰德从事这项挑战已经有好几年了，他之前发表的第一篇论文显示，研究人员可以提取两种活的人类细胞，把它们制成“生物墨水”，然后把它们打印成皮肤状的结构。从那以后，他和他的团队一直与耶鲁大学医学院的研究人员合作，将血管系统纳入其中。

在这篇论文中，研究人员表明，如果他们加入一些关键元素——包括内部有血管排列的人内皮细胞，以及包裹内皮细胞的外周细胞——胶原蛋白和其他结构细胞，这些细胞通常存在于皮肤移植物中，这些细胞在几周内开始通讯并形成与生物学相关的血管结构。卡兰德在这里解释了这个发展过程。

“作为工程师，为了重建生物学，我们一直赞赏并意识到生物学比我们在实验室里制作的简单系统要复杂得多。我们惊喜地发现，一旦我们开始接近这种复杂性，生物就会接管并开始越来越接近自然界中存在的东西。”潘卡伊·卡兰德，伦斯勒理工学院化学与生物工程副教授说。

一旦耶鲁大学的研究小组将其移植到一种特殊类型的老鼠身上，伦斯勒研究小组打印的皮肤血管就开始与老鼠自身的血管进行交流和连接。

“这是非常重要的，因为我们知道实际上有血液和营养输送到移植物，这能保持移植物存活，”卡兰德说。

为了使这一技术在临床水平上可用，研究人员需要使用类似于CRISPR技术的技术来编辑供体细胞，以便血管能够整合并被患者的身体所接受。

卡兰德说:“我们还没有走到那一步，但我们离目标更近了一步。”

CBIS主任Deepak Vashishth说:“这一重大进展凸显了3D生物打印在精准医疗领域的巨大潜力，在精准医疗领域，解决方案可以根据具体情况量身定制，并最终适用于个人。”“这是伦斯勒工程师解决与人类健康有关的挑战的完美例子。”

卡兰德说，需要做更多的工作来解决与烧伤病人有关的挑战，包括神经和血管末梢的丧失。但他的团队所做的移植使研究人员更接近于帮助那些有更具体问题的人，如糖尿病或压疮。

卡兰德说:“对于这些病人来说，这些是完美的，因为溃疡通常出现在身体不同的部位，可以用较小的皮肤块来处理。”“糖尿病患者的伤口愈合通常需要更长的时间，这也有助于加速这一过程。”

Source:

Rensselaer Polytechnic Institute

Journal reference:

Baltazar, T., et al. (2019) 3D bioprinting of a vascularized and perfusable skin graft using human keratinocytes. Tissue Engineering, Part A. doi.org/10.1089/ten.TEA.2019.0201.

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