在醫療領域，3D打印技術的應用日益增多，3D打印義(yi) 肢、人造骨等，還有3D打印的藥丸，這些新型產(chan) 品的誕生為(wei) 患者早日恢複健康創造了更多可能性。近幾年，越來越多研究人員將3D打印皮膚作為(wei) 新的研究方向，也取得了不少進展。

皮膚移植是外科治療中修複受損皮膚的主要方法之一，及時有效地封閉創麵一直是臨(lin) 床治療嚴(yan) 重燒傷(shang) 患者所麵臨(lin) 的棘手難題，探索相應的皮膚移植技術則是燒傷(shang) 醫學的重要研究領域之一。從(cong) 目前來看，皮膚移植臨(lin) 床治療可以加速受損皮膚愈合，但卻無法避免覆蓋在受損皮膚表麵的一層仍會(hui) 麵臨(lin) 脫落的情況，且大多數為(wei) “拆東(dong) 牆補西牆”的治療方式。移植皮膚無法很好的與(yu) 宿主細胞結合，也是目前燒傷(shang) 科、整形外科等麵對的一大難題，那麽(me) 如何能讓受損肌膚創麵與(yu) 植入物更好地貼合呢？這項新研究或許可以解答。

來自仁斯利爾理工大學（Rensselaer Polytechnic Institute）的研究人員采用3D打印技術生物打印出了完整的有血管的活性皮膚。這一進展近期在線發表於(yu) 《組織工程-A部分》（Tissue Engineering Part A），這項研究的成果是人類能創造出更自然的皮膚移植方式所邁出的重要一步，人體(ti) 移植排斥反應（transplant rejection，影響移植物存活的主要因素之一）也有望得到改善。

負責這項研究的RPI化學與(yu) 生物工程學副教授Pankaj Karande表示：“目前，在皮膚移植領域，現有的一些臨(lin) 床產(chan) 品更像是花哨的‘創可貼’，雖然可以使受損部位愈合，最終還是會(hui) 脫落，一些組織還是會(hui) 麵臨(lin) 壞死的。換言之，現有的一些植皮治療方式雖然取得了不小成就，但都難逃‘是否真正與(yu) 宿主細胞整合’這一現實的拷問。”

移植物與(yu) 宿主細胞的整合麵臨(lin) 一個(ge) 重要障礙，便是要解決(jue) “在皮膚移植過程中沒有正常運作的血管係統”的問題。Karande教授在此之前發表過一篇論文《3D打印技術在人體(ti) 皮膚製作與(yu) 設計》，他發現並製成了一種新型“生物墨水”（bio-inks），這些“墨水”是由人類內(nei) 皮細胞、周細胞、動物膠原蛋白和皮膚移植物中發現的結構細胞的組合而成，這種混合物使研究人員能夠在幾周內(nei) 形成血管結構並打印出類似皮膚的材料。此後，Karande教授與(yu) 耶魯大學（Yale University）醫學院展開合作，進一步將人體(ti) 的血管係統納入研究中。

圖 | Rensselaer Polytechnic Institute/Youtube

有血液和營養(yang) 物質轉移到移植物中，才能更好地維持活性。在實驗中，研究人員將人體(ti) 血管中發現的細胞（血管內(nei) 部排列的內(nei) 皮細胞，以及包裹在內(nei) 皮細胞周圍的周細胞）與(yu) 其他成分（包括動物膠原蛋白）結合在一起，印製了類似皮膚的材料。幾周內(nei) ，他們(men) 用新的生物墨水打印出來的皮膚血管開始生長，當將這些皮膚塊移植到小鼠的傷(shang) 口上時，動物的血管開始與(yu) 生物打印的皮膚中的血管相通，進而移植物在4周後充滿血液；且從(cong) 移植皮膚的外形上來看，與(yu) 人體(ti) 自然生長的皮膚並無太大差異。

不過目前研究團隊取得的成果還不能完全稱之為(wei) 成熟的技術，但它切實可行。若想該技術能達到臨(lin) 床可用水平，研究人員還需再接再厲，當前版本的3D打印技術需要使用CRISPR技術進行基因編輯來修飾供體(ti) 細胞，以使血管整合並被患者的身體(ti) 接受。

Karande教授表示，短期內(nei) ，這項技術最快可用於(yu) 幫助患有壓力性潰瘍（pressure ulcers）或糖尿病患者的治療。對於(yu) 壓力性潰瘍患者來說，3D打印的活性皮膚無疑是最完美的解決(jue) 方案，潰瘍通常出現在身體(ti) 的不同部位，並且可以用小塊的皮膚來治療；對於(yu) 糖尿病患者來說，其傷(shang) 口愈合的時間通常比普通健康人群長，所以這一技術也有助於(yu) 加速其傷(shang) 口愈合。

圖 |Pixabay

而對於(yu) 那些嚴(yan) 重燒傷(shang) 、燙傷(shang) 的患者來說，用該技術來進行植皮可能還需要一段時日。這些損傷(shang) 通常會(hui) 導致神經和血管末梢的喪(sang) 失，將3D打印的皮膚轉移到這些受損組織更為(wei) 複雜，所以對研究團隊來說攻堅克難，勢在必行。

RPI化學與(yu) 生物工程學主任Deepak Vashishth教授表示：“Karande教授及團隊所取得的重要進展凸顯了3D打印技術在精準醫療領域存在的巨大潛力。因為(wei) 從(cong) 這項技術本身來說，一旦成熟，每一例活性皮膚移植手術的治療方案都可以根據患者個(ge) 體(ti) 狀況進行量身定製。”

人體(ti) 包含的各種“管道”網絡就像搬運工，在我們(men) 體(ti) 內(nei) 將各類營養(yang) 物質帶入器官並從(cong) 器官中清除廢物，這些管網呈纏結狀，從(cong) 3D打印技術的角度來說很難完美複製。Karande教授卻讓人們(men) 看到了3D打印的組織中創建出多個(ge) 纏結複雜管網的可能性，無疑令人驚喜。不過從(cong) 動物試驗到臨(lin) 床應用，該技術還有很長一段路要走，我們(men) 期待並暢想這樣的先進醫學科技在未來可以造福更多患者。

編譯來源：medicalxpress.com

參考資料（可上下滑動查看）

[1] Living skin can now be 3-D-printed with blood vessels included Retrieved Nov 6, 2019

from https://medicalxpress.com/news/2019-11-skin-d-printed-blood-vessels.html

[2] 3D bioprinting of a vascularized and perfusable skin graft using human keratinocytes, (...) Retrieved Nov 6, 2019 from https://www.liebertpub.com/doi/10.1089/ten.TEA.2019.0201

[3]彭代智;楊燕妮;林恒;伍素華;周新;劉敬;董征學;;皮膚混合移植的過去、現狀和未來[A];第八屆全國燒傷(shang) 外科學年會(hui) 論文匯編[C];2007年

[4] Scientists have successfully 3D printed living skin with blood vessels Retrieved Nov 6, 2019

from https://3d.invest-un.com/3d-print-news/2019/1105/68171.html