△再生醫(yī)學(xué)和材料科學(xué)等領(lǐng)域的研究人員合作開(kāi)發(fā)了一種含有活細(xì)胞的凝膠，可以通過(guò)3D打印制成移植體。

瑞典研究團(tuán)隊(duì)近日開(kāi)發(fā)出一種可被稱(chēng)為“針管里的皮膚”的創(chuàng)新技術(shù)，有望為嚴(yán)重?zé)齻痛竺娣e創(chuàng)傷治療帶來(lái)突破。該成果由瑞典災(zāi)難醫(yī)學(xué)與創(chuàng)傷學(xué)中心及林雪平大學(xué)（Link?ping University）主導(dǎo)，并發(fā)表于《Advanced Healthcare Materials》期刊。

皮膚是人體抵御外界侵害的重要屏障，但在遭遇嚴(yán)重?zé)齻虼髣?chuàng)面損傷時(shí)，修復(fù)皮膚屏障往往關(guān)乎生死。臨床上，大面積燒傷多采用移植表皮（epidermis）的方法，但由于表皮僅由單一細(xì)胞類(lèi)型構(gòu)成，這種治療方式常導(dǎo)致嚴(yán)重瘢痕。真正具備血管、神經(jīng)、毛囊等結(jié)構(gòu)的真皮層（dermis）移植則很少進(jìn)行，因?yàn)椴杉嫫?huì)造成與創(chuàng)面同等面積的新傷口。

該團(tuán)隊(duì)的策略是向創(chuàng)面提供“構(gòu)建模塊”，讓人體自身重建功能性真皮。研究人員選取真皮中最常見(jiàn)的細(xì)胞類(lèi)型——成纖維細(xì)胞（fibroblast），在實(shí)驗(yàn)室中將其培育在微小、多孔的明膠（gelatin）球上。明膠與皮膚膠原成分相似，可為細(xì)胞提供支架。然而，單純將含明膠球的液體倒在創(chuàng)面上無(wú)法固定。

為此，研究團(tuán)隊(duì)將這些明膠球與透明質(zhì)酸（hyaluronic acid）基質(zhì)混合，并通過(guò)“點(diǎn)擊化學(xué)”（click chemistry）將兩者連接，制成一種具有剪切變稀特性的水凝膠。該材料在輕微壓力下會(huì)變?yōu)橐簯B(tài)，便于通過(guò)針管注射至創(chuàng)口，隨后恢復(fù)為凝膠狀固定在局部，甚至可以直接用于3D打印皮膚移植物——這便是所謂的“針管里的皮膚”。

△研究人員用3D打印技術(shù)制作了含有細(xì)胞的凝膠小球

△水凝膠制成的細(xì)絲可以制成微型管，為實(shí)驗(yàn)室培育“微型器官”（或類(lèi)器官）的血管開(kāi)辟了新的可能性。

在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中，研究人員將3D打印的細(xì)胞凝膠“圓片”植入小鼠皮下，結(jié)果顯示細(xì)胞不僅存活，還分泌多種構(gòu)建真皮所需的物質(zhì)，并形成血管網(wǎng)絡(luò)，為組織長(zhǎng)期存活奠定基礎(chǔ)。這項(xiàng)技術(shù)有望利用患者自體皮膚小片培養(yǎng)細(xì)胞，再通過(guò)3D打印制成移植材料，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化修復(fù)。

血管生成對(duì)于構(gòu)建功能性組織至關(guān)重要，但目前的組織工程模型普遍缺乏血管系統(tǒng)，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)一旦增大，中心區(qū)域細(xì)胞易因缺氧和缺乏營(yíng)養(yǎng)而死亡。為突破這一瓶頸，團(tuán)隊(duì)在另一篇發(fā)表于同一期刊的研究中，提出利用含水量高達(dá)98%的水凝膠制成可打結(jié)的細(xì)絲，并加工成可灌流的微管，讓血管細(xì)胞在其中生長(zhǎng)。這一方法為器官類(lèi)類(lèi)器官（organoids）以及其他復(fù)雜組織的血管化提供了新思路。

參考文獻(xiàn)：

Rozalin Shamasha et al, Biphasic Granular Bioinks for Biofabrication of High Cell Density Constructs for Dermal Regeneration,?Advanced Healthcare Materials?(2025).?DOI: 10.1002/adhm.202501430

Philip Lifwergren et al, Printing and Rerouting of Elastic and Protease Responsive Shape Memory Hydrogel Filaments,?Advanced Healthcare Materials?(2025).?DOI: 10.1002/adhm.202502262

編輯：王洪

排版：李麗