首次開發出三維生物印表機列印人皮膚

在一項新的研究中，來自西班牙馬德里卡洛斯三世大學（UC3M）和格雷戈里奧-馬拉尼翁綜合大學醫院（Hospital General Universitario Gregorio Mara?ón）的研究人員與BioDan集團（BioDan Group）合作，開發出一種三維生物印表機原型，從而能夠製造出完全功能性的人皮膚。這種皮膚適用於移植到病人體內或者用於研究或測試化妝品、化工產品和藥用物品。相關研究結果近期發表在Biofabrication期刊上，論文標題為「3D bioprinting of functional human skin： production and in vivo analysis」。

在這項研究中，研究人員首次證實利用這種新的三維列印技術製造出合適的人皮膚是可能的。論文共同通信作者、UC3M生物工程與航空航天工程系教授José Luis Jorcano指出這種皮膚「能夠被移植到病人體內，或者用於商業環境中大量地測試化工產品、化妝品或藥用物品，並且針對這種測試制定出與這些用途相匹配的時間表和價格」。

這種新的人皮膚是利用生物列印製造出的首批準備投入市場的人器官之一。它複製皮膚的天然結構：第一個外層，即具有角質層的表皮，起著抵禦外部環境的作用；另一個更厚的位於更深處的層，即真皮。真皮是由產生膠原蛋白的成纖維細胞組成的。膠原蛋白讓皮膚具有彈性和機械強度。

生物墨水（bioink）是三維生物列印的關鍵。當製造皮膚而不是製造墨水盒和彩色墨水時，攜帶生物組分的噴射器被使用。根據格雷戈里奧-馬拉尼翁綜合大學醫院研究員Juan Francisco del Ca?izo的說法，「了解如何混合這些生物組分、在什麼條件下利用它們開展研究以至於細胞不會發生功能惡化以及如何正確地儲存產品，在這種系統中發揮著至關重要的作用。」儲存這些生物墨水的行為是由一台計算機控制著的。這台計算機以一種有序的方式將它們儲存在列印床上，隨後製造出人皮膚。

製造這些組織的過程能夠以兩種方式開展：利用很多細胞製造同種異體皮膚用於工業過程；利用病人自己的細胞製造自體皮膚用於治療目的，如用於治療重度燒傷，這種自體皮膚製造方法依具體情況而定。研究人員注意到，「我們僅使用人細胞和組分製造出具有生物活性的皮膚，這種皮膚能夠產生它自己的人膠原蛋白，因而避免其他方法中使用的動物膠原蛋白。」這並不是全部，這是因為他們也正在尋找列印其他人組織的方法。

這種新技術具有幾種優勢。BioDan集團首席執行官Alfredo Brisac指出，「這種生物列印方法允許以一種標準化的自動化方法製造皮膚，而且這種方法並不如手工製造那麼昂貴。」

當前，這種製造方法正在接受不同的歐洲監管機構的審批以便確保製造出的這種皮膚適用於移植到燒傷病人和具有其他皮膚問題的那些病人體內。此外，這些組織能夠被用於測試藥用物品、化妝品消費者化工產品，畢竟當前的法律要求這種測試不能在動物體內開展。