韓國浦項科技大學(xué)材料科學(xué)與工程系Sungjune Jung教授團隊通過使用MicroFab Jetlab II噴墨打印系統(tǒng)使生物墨水能夠在皮升水平上提供均勻的細胞分布,使得真皮上表皮角質(zhì)形成細胞分布的更準(zhǔn)確、更均勻。壓電噴墨打印技術(shù)改進了表皮層的構(gòu)建步驟,可以為進一步的研究提供更多種類的皮膚模型。
介紹
皮膚是我們身體**的部分,代表性特征是其結(jié)構(gòu)由多層組成。最外層的薄層表皮形成了自己的多個亞層,從高度組織化的表皮角質(zhì)形成細胞到抵御入侵者(如生物病原體)的物理屏障,表皮具有保護作用,而真皮主要由細胞外基質(zhì)(ECM)和真皮成纖維細胞組成,發(fā)揮緩沖、傳感、分泌和調(diào)節(jié)等剩余功能。人類皮膚等效物在質(zhì)量、再現(xiàn)性和生產(chǎn)方法方面存在的問題是生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、化妝品和倫理學(xué)等許多領(lǐng)域的挑戰(zhàn)性問題之一,為了解決這個問題,浦項科技大學(xué)材料科學(xué)與工程系Sungjune Jung教授團隊通過結(jié)合兩種打印技術(shù)來制造具有層狀結(jié)構(gòu)的皮膚等效物。
活細胞和生物材料的直接打印為3D組織工程和再生醫(yī)學(xué)提供了一種新的解決方案。如圖1所示,利用3D氣動微擠壓打印機將含有人真皮成纖維細胞(HDFn)的膠原蛋白打印在3.0μm孔的膜插入物上。將打印好的真皮轉(zhuǎn)移到培養(yǎng)箱中,使膠原質(zhì)凝固,培養(yǎng)2周。通過使用MicroFab Jetlab II噴墨打印人表皮角質(zhì)形成細胞(HEKn)均勻分布在真皮上。經(jīng)過角質(zhì)形成細胞穩(wěn)定期1天后,進行氣液界面培養(yǎng),誘導(dǎo)表皮層分化2周。
結(jié)論
通過將氣動微擠出和壓電噴墨打印結(jié)合,產(chǎn)生了一種具有多層的皮膚結(jié)構(gòu),包括富含膠原蛋白的下層(真皮)、中間層(真皮和表皮之間的基底膜)和薄分化的上層(表皮)。表皮層的均勻分布是皮膚組織生成的關(guān)鍵考慮因素之一,通過使用MicroFab Jetlab II噴墨打印系統(tǒng)使生物墨水能夠在皮升水平上提供均勻的細胞分布,使得真皮上表皮角質(zhì)形成細胞分布的更準(zhǔn)確、更均勻。壓電噴墨打印技術(shù)改進了表皮層的構(gòu)建步驟,可以為進一步的研究提供更多種類的皮膚模型。
參考文獻:
[1] Hrl A , Ju A , Sk B , et al. 3D microextrusion-inkjet hybrid printing of structured human skin equivalents - ScienceDirect[J]. Bioprinting, 22.