林雪平大學(xué)3D打印“注射器皮膚”材料，為大面積燒傷移植物帶來新進(jìn)展

2025年8月13日，南極熊獲悉，瑞典林雪平大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)成功開發(fā)出一種創(chuàng)新性“注射器皮膚”材料。該材料由含活細(xì)胞的凝膠構(gòu)成，可通過3D打印技術(shù)制備皮膚移植物，為大面積燒傷及嚴(yán)重傷口修復(fù)提供了全新解決方案。這項(xiàng)研究由災(zāi)害醫(yī)學(xué)與創(chuàng)傷學(xué)中心和林雪平大學(xué)牽頭。

△研究人員合作開發(fā)了一種含有活細(xì)胞的凝膠，可以通過3D打印制成移植物

在臨床實(shí)踐中，大面積燒傷通常采用表皮層移植進(jìn)行治療，但由于表皮層主要由單一細(xì)胞類型構(gòu)成，常導(dǎo)致患者出現(xiàn)嚴(yán)重疤痕。而皮膚的真皮層則更為復(fù)雜，包含血管、神經(jīng)、毛囊等多種結(jié)構(gòu)，對(duì)皮膚功能至關(guān)重要。傳統(tǒng)真皮層移植因創(chuàng)傷過大而難以實(shí)施，如何重建功能性真皮層成為醫(yī)學(xué)界長期挑戰(zhàn)。

項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、整形外科講師Johan Junker表示：“真皮層極其復(fù)雜，現(xiàn)有技術(shù)難以在實(shí)驗(yàn)室中完整培育。我們甚至尚未完全了解它的所有成分。因此，我們的研究思路是移植基本細(xì)胞構(gòu)件，讓患者自身組織完成真皮層的重建?！?br />

△相關(guān)研究已發(fā)表在《先進(jìn)醫(yī)療材料》，論文題目為“用于真皮再生的高細(xì)胞密度構(gòu)建體的雙相顆粒生物墨水”（傳送門）

相關(guān)成果已在小鼠模型中獲得驗(yàn)證

在當(dāng)前的研究中，研究團(tuán)隊(duì)利用3D打印技術(shù)制造了小型冰球，并將它們植入小鼠皮下。結(jié)果顯示，這項(xiàng)技術(shù)有潛力用于培養(yǎng)患者自身細(xì)胞，這些細(xì)胞可以從最小的皮膚活檢樣本中獲得，然后3D打印成移植用的組織，并應(yīng)用于傷口治療。

Johan Junker解釋道：“我們觀察到細(xì)胞不僅存活下來，而且顯然它們能夠產(chǎn)生構(gòu)成新真皮所需的各種成分。此外，移植物中形成了血管，這對(duì)于組織在體內(nèi)存活是至關(guān)重要的。我們相信這種材料非常有前景?！?br />

△生物墨水的合成與表征

在測(cè)試中，植入小鼠皮膚下的3D打印冰球展示了細(xì)胞存活、真皮構(gòu)建活動(dòng)以及血管形成——這些是組織存活的關(guān)鍵指標(biāo)。

△題目為“彈性和蛋白酶響應(yīng)形狀記憶水凝膠絲的打印和重新布線”的相關(guān)研究（傳送門）

3D打印仿生血管網(wǎng)絡(luò)

血管對(duì)于工程化組織樣材料的多種應(yīng)用至關(guān)重要?？茖W(xué)家們能夠在三維材料中培養(yǎng)細(xì)胞，用于構(gòu)建器官的微型版本，即類器官。然而，這些組織模型面臨一個(gè)瓶頸：它們?nèi)狈⒀鯕夂蜖I養(yǎng)物質(zhì)輸送到細(xì)胞的血管網(wǎng)絡(luò)。這限制了這些結(jié)構(gòu)的生長潛力，因?yàn)橹行牡募?xì)胞會(huì)因缺氧和營養(yǎng)不足而死亡。

△由水凝膠制成的線可以形成微型管，為實(shí)驗(yàn)室培育的“微型器官”或類器官的血管發(fā)育開辟了新的可能性

馬來西亞林登大學(xué)的研究人員或許距離解決血管供應(yīng)問題更近了一步。在另一項(xiàng)獨(dú)立研究中，研究人員開發(fā)了一種彈性水凝膠纖維，其中98%的成分是水，能夠形成微型管道，供血管細(xì)胞生長。這些微型管道，或者研究人員所稱的可灌注通道，為類器官等的血管發(fā)育開辟了新的可能性。

該研究得到了薩爾格倫斯卡大學(xué)醫(yī)院Lars Kölby的參與，并獲得了Erling-Persson基金會(huì)、歐洲研究委員會(huì)（ERC）、瑞典研究理事會(huì)以及Knut和Alice Wallenberg基金會(huì)的資助。