使用3-D生物打印机重建人体皮肤色素沉着

A * STAR的新加坡制造技术研究所(SIMTech)和南洋理工大学新加坡3D打印中心(SC3DP)的研究人员开发了一种控制人造皮肤色素沉着的新方法。

在他们的论文中，今天发表在生物制造领域，该团队展示了他们如何利用3D生物打印来控制生物模拟组织基质上产生黑色素的皮肤细胞(黑色素细胞)的分布，从而产生类似人类的皮肤色素沉着。

虽然目前的工程皮肤构造成功地用于皮肤修复和移植，毒理学和化学测试，但它们缺乏复杂的特征，例如皮肤色素沉着，汗腺或毛囊。

第一作者Wei Long Ng旨在通过SIMTech的May Win Naing和SC3DP的Wai Yee Yeong发起的联合项目克服这些挑战。魏龙说：“3D生物打印是生物材料和活细胞精确沉积制作仿生皮肤的绝佳平台，体积大，重复性好。但是，经常会出现不均匀的皮肤色素沉着，这仍然是一个巨大的挑战。得到解决。

“我们在这个项目中的目标是使用这种方法来证明制造3D体外有色人体皮肤结构的可行性，皮肤色素沉着均匀。”

为了制造色素沉着的皮肤构造，该团队使用了三种不同类型的皮肤细胞 - 角质形成细胞，黑素细胞和成纤维细胞 - 以及两步“按需滴落”生物打印方法。

Wei Long Ng解释说：“两步生物打印策略包括制造分层的多孔胶原蛋白结构(非常类似于皮肤的真皮区域)，以及表皮细胞如角质形成细胞和黑素细胞在预定位置的沉积。仿生皮肤皮肤构造，以创建3D体外着色的人皮肤构建体。

“当我们将3D生物打印的皮肤构造与使用手工铸造方法制作的皮肤构造进行比较时，我们发现两种制造方法之间存在两个明显的差异 - 真皮区域顶部的细胞分布和真皮区域内的微观结构。与手工铸造方法相比，步进生物打印策略能够以高度可控的方式实现印刷单元的标准化分配。“

他补充说：“此外，生物打印技术允许操纵3D胶原 - 成纤维细胞基质中的孔径，以制造在天然皮肤组织中清晰可见的分层多孔结构。相反，调整3D胶原蛋白内的皮肤微结构 - 使用手工铸造方法的成纤维细胞基质极具挑战性。“

除了产生色素校正皮肤移植物的潜力外，该团队的3D生物打印方法还可用于开发用于毒理学测试和基础细胞生物学研究的皮肤构建体。