使用3-D生物打印機(jī)重建人體皮膚色素沉著

A * STAR的新加坡制造技術(shù)研究所(SIMTech)和南洋理工大學(xué)新加坡3D打印中心(SC3DP)的研究人員開發(fā)了一種控制人造皮膚色素沉著的新方法。

在他們的論文中，今天發(fā)表在生物制造領(lǐng)域，該團(tuán)隊展示了他們?nèi)绾卫?D生物打印來控制生物模擬組織基質(zhì)上產(chǎn)生黑色素的皮膚細(xì)胞(黑色素細(xì)胞)的分布，從而產(chǎn)生類似人類的皮膚色素沉著。

雖然目前的工程皮膚構(gòu)造成功地用于皮膚修復(fù)和移植，毒理學(xué)和化學(xué)測試，但它們?nèi)狈?fù)雜的特征，例如皮膚色素沉著，汗腺或毛囊。

第一作者Wei Long Ng旨在通過SIMTech的May Win Naing和SC3DP的Wai Yee Yeong發(fā)起的聯(lián)合項目克服這些挑戰(zhàn)。魏龍說：“3D生物打印是生物材料和活細(xì)胞精確沉積制作仿生皮膚的絕佳平臺，體積大，重復(fù)性好。但是，經(jīng)常會出現(xiàn)不均勻的皮膚色素沉著，這仍然是一個巨大的挑戰(zhàn)。得到解決。

“我們在這個項目中的目標(biāo)是使用這種方法來證明制造3D體外有色人體皮膚結(jié)構(gòu)的可行性，皮膚色素沉著均勻。”

為了制造色素沉著的皮膚構(gòu)造，該團(tuán)隊使用了三種不同類型的皮膚細(xì)胞 - 角質(zhì)形成細(xì)胞，黑素細(xì)胞和成纖維細(xì)胞 - 以及兩步“按需滴落”生物打印方法。

Wei Long Ng解釋說：“兩步生物打印策略包括制造分層的多孔膠原蛋白結(jié)構(gòu)(非常類似于皮膚的真皮區(qū)域)，以及表皮細(xì)胞如角質(zhì)形成細(xì)胞和黑素細(xì)胞在預(yù)定位置的沉積。仿生皮膚皮膚構(gòu)造，以創(chuàng)建3D體外著色的人皮膚構(gòu)建體。

“當(dāng)我們將3D生物打印的皮膚構(gòu)造與使用手工鑄造方法制作的皮膚構(gòu)造進(jìn)行比較時，我們發(fā)現(xiàn)兩種制造方法之間存在兩個明顯的差異 - 真皮區(qū)域頂部的細(xì)胞分布和真皮區(qū)域內(nèi)的微觀結(jié)構(gòu)。與手工鑄造方法相比，步進(jìn)生物打印策略能夠以高度可控的方式實現(xiàn)印刷單元的標(biāo)準(zhǔn)化分配。“

他補(bǔ)充說：“此外，生物打印技術(shù)允許操縱3D膠原 - 成纖維細(xì)胞基質(zhì)中的孔徑，以制造在天然皮膚組織中清晰可見的分層多孔結(jié)構(gòu)。相反，調(diào)整3D膠原蛋白內(nèi)的皮膚微結(jié)構(gòu) - 使用手工鑄造方法的成纖維細(xì)胞基質(zhì)極具挑戰(zhàn)性。“

除了產(chǎn)生色素校正皮膚移植物的潛力外，該團(tuán)隊的3D生物打印方法還可用于開發(fā)用于毒理學(xué)測試和基礎(chǔ)細(xì)胞生物學(xué)研究的皮膚構(gòu)建體。

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