韩国浦项科技大学材料科学与工程系Sungjune Jung教授团队通过使用MicroFab Jetlab II喷墨打印系统使生物墨水能够在皮升水平上提供均匀的细胞分布,使得真皮上表皮角质形成细胞分布的更准确、更均匀。压电喷墨打印技术改进了表皮层的构建步骤,可以为进一步的研究提供更多种类的皮肤模型。
介绍
皮肤是我们身体最大的部分,代表性特征是其结构由多层组成。最外层的薄层表皮形成了自己的多个亚层,从高度组织化的表皮角质形成细胞到抵御入侵者(如生物病原体)的物理屏障,表皮具有保护作用,而真皮主要由细胞外基质(ECM)和真皮成纤维细胞组成,发挥缓冲、传感、分泌和调节等剩余功能。人类皮肤等效物在质量、再现性和生产方法方面存在的问题是生物学、医学、化妆品和伦理学等许多领域的挑战性问题之一,为了解决这个问题,浦项科技大学材料科学与工程系Sungjune Jung教授团队通过结合两种打印技术来制造具有层状结构的皮肤等效物。
活细胞和生物材料的直接打印为3D组织工程和再生医学提供了一种新的解决方案。如图1所示,利用3D气动微挤压打印机将含有人真皮成纤维细胞(HDFn)的胶原蛋白打印在3.0μm孔的膜插入物上。将打印好的真皮转移到培养箱中,使胶原质凝固,培养2周。通过使用MicroFab Jetlab II喷墨打印人表皮角质形成细胞(HEKn)均匀分布在真皮上。经过角质形成细胞稳定期1天后,进行气液界面培养,诱导表皮层分化2周。
结论
通过将气动微挤出和压电喷墨打印结合,产生了一种具有多层的皮肤结构,包括富含胶原蛋白的下层(真皮)、中间层(真皮和表皮之间的基底膜)和薄分化的上层(表皮)。表皮层的均匀分布是皮肤组织生成的关键考虑因素之一,通过使用MicroFab Jetlab II喷墨打印系统使生物墨水能够在皮升水平上提供均匀的细胞分布,使得真皮上表皮角质形成细胞分布的更准确、更均匀。压电喷墨打印技术改进了表皮层的构建步骤,可以为进一步的研究提供更多种类的皮肤模型。
参考文献:
[1] Hrl A , Ju A , Sk B , et al. 3D microextrusion-inkjet hybrid printing of structured human skin equivalents - ScienceDirect[J]. Bioprinting, 22.