美国壬色列理工学院(Rensselaer Polytechnic Institute)研究人员研发出利用 3D 列印製作带有血管的人造皮肤技术。这个研究有助於製造出更像人体皮肤的移植物。领导该研究的邦凯·卡兰德教授(Pankaj Karande)表示:「目前皮肤移植的临床聊上,充其量就像是 OK 蹦一样。它们能加速伤口的癒合,但最终会脱落,而不会与患者的皮肤细胞结合在一起。」
无法与患者细胞结合的主要障碍是,移植用的人造皮肤中缺少能运作的血管系统。卡兰德教授花了多年来研究这个问题,他曾经在 2013 年发表过相关研究的论文。在该研究中,研究人员发现可以将两种人类活体细胞製作成「生物墨水」(bio-ink),并将其列印成类似皮肤的结构。自从那时开始,卡兰德教授与他的团队就一直与耶鲁医学院(Yale School of Medicine)的研究人员合作开发血管系统(vasculature)。
此研究中,研究人员表示,若他们加入关键原料:包括排列在血管内部的人类内皮细胞(endothelial cells)、以及包覆在内皮细胞周围的周细胞(pericyte cells),与动物胶原蛋白及其他出现於移植皮肤的结构细胞时,细胞彼此之间会开始运作,并在几周之内形成生物相关的血管结构。
卡兰德教授表示:「作為致力於重建生物学结构的工程师,我们了解生物系统远比实验室的简单系统更為复杂。而我们惊讶地发现,当我们开始趋近这种复杂度时,生物就会开始接管,并逐渐形成自然界的生物结构。」
耶鲁研究团队将上述带有血管的人造皮肤移植到老鼠身上,人造皮肤上的血管就开始运作,并与老鼠身上的血管进行连结。卡兰德教授表示:「此结果非常重要,因為我们知道有血液及营养成分输入至人造皮肤,让人造皮肤得以生存。」
為了让该研究能使用於临床上,研究人员必须能使用例如 CRISPR 的技术来编辑捐赠者细胞,以使得血管能与病患的身体整合而不会產生排斥作用。卡兰德教授表示:「虽然我们仍未到那个阶段,但我们已经更接近了。」