皮肤重生：利用3D生物打印技术实现烧伤修复，无需皮肤移植

与人工骨的定制制作不同，诸如皮肤、血管等软组织的制造都是采用新型的生物打印机实现的。

由于当前医疗的技术的限制，许多烧伤受害者经过治疗后无法得到像正常人一样的皮肤。在大多数情况下，人体可以自行愈合得非常好，但是当患者皮肤受到像烧伤或皮肤疾病之类的极端损伤后，通常无法很好的恢复。因此，改善人体皮肤再生能力成为当前的迫切需求。四名来自荷兰莱顿大学的学生最近提出了一个引人注目概念：SkinPrint（皮肤打印），皮肤打印是利用增材制造技术，通过一个可以生产人体皮肤的3D生物打印机来解决这个问题。SkinPrint通过先进技术利用3D生物打印机诱导多功能干细胞（iPS）再生，例如头发或皮肤细胞的干细胞，只需要获取一小块健康人体皮肤就可以做到。然后将这些细胞作为生物打印机的墨水来开发干细胞，最终利用生物打印机制作出皮肤。由于诱导多功能干细胞（iPS细胞）的再生来自患者自身，可有效避免免疫性反应。图8-14为利用增材制造技术打印皮肤过程示意图，图8-15为打印出的人体皮肤。

图8-14 皮肤打印过程示意图

图8-15 利用增材制造技术打印出的人体皮肤

维克森林大学（Wake Forest Institute）军事研究中心的科学家开发了一种新的皮肤修复方法，利用增材制造技术直接将皮肤细胞打印在烧伤创面上。这种方法远远优于传统的皮肤移植技术，因为传统皮肤移植技术需要患者正常的皮肤，而有些情况下，皮肤移植是痛苦的，并且对于全身烧伤的患者来说这种方法也不适用。对烧伤患者来说，不再需要进行皮肤移植而可以采用细胞打印技术直接修复烧伤。图8-16为维克森林大学开发的生物打印机。图8-17为采用该工艺技术对人体皮肤的烧伤进行修复治疗的示意图。该设备还可方便地安装在带有轮子的小车上，直接推到患者的床头。(www.xing528.com)

图8-16 维克森林大学开发的生物打印机

图8-17 皮肤细胞3D喷涂修复示意图

该生物打印机内置的激光器首先会对伤口的尺寸和形状进行测量，然后精确地将特定皮肤细胞应用在需要的部位。研究人员将来自皮肤的细胞进行溶解，然后将细胞分离成角质细胞、纤维细胞等各种类型，由此制成了皮肤细胞喷雾剂。纯化细胞在营养液中进行培养增殖后被放入无菌暗室，然后采用3D打印技术先喷一层纤维细胞，再喷一层角质细胞。由此，喷涂细胞就在伤口上形成了一层保护屏障。目前只在小鼠身上进行了试验，但初步结果显示伤口可迅速、安全地得以愈合，与未经处理的伤口相比，愈合速度要快上3周时间。维克森林大学再生医学教授乔治·克里斯特表示，他们下一步准备在拥有和人类相似皮肤的猪身上进行试验，最终将向美国食品和药物管理局申请开展人体试验。最终，他们计划制造出一台能在战场和灾区使用的便携式皮肤修复打印机。

儿童通常是深度烧伤的受害者，皮肤细胞喷雾剂是烧伤治疗技术的突破，使用生物打印机，喷涂的细胞中因含有尚未成熟的干细胞，皮肤细胞就会与周围的皮肤融为一体，如果烧伤能够在2～3周内治愈，就能够避免烧伤留下的伤疤，这样被烧伤过的孩子就不会随着年龄的增长而背负伤疤所带来的心理负担，也不用在长大后接受植皮或其他外科手术。研究人员还表示，该方法对于治疗常见的糖尿病足部溃疡也是适用的。