新加坡的研究人员设计了一种新的控制3D生物打印人体皮肤色素沉着的方法。 这项研究可能会导致更逼真的捏造皮肤嫁接，毒理学和化学测试。

目前，三维生物打印代表了一个非常有效的（如果还是探索性的）工程皮肤构造的各种任务的方式：皮肤修复和嫁接，毒理学和化学测试，仅举几例。

但是，印刷的皮肤并不完美。它通常缺乏像色素沉着，汗腺或毛囊这样复杂的特征，因此看起来或行为都不像真实的东西。对于所有应用来说，这不是一个问题，但是对于像人类皮肤移植那样的使用，它可能是一个快乐的病人和一个失望的病人之间的区别。

A * STAR的新加坡制造技术研究所（SIMTech）和新加坡南洋理工大学3D打印中心（SC3DP）的研究人员在一项可能成为皮肤生物打印重大新闻的研究项目中，已经使用3D打印技术来控制黑色素的分布在仿生组织基质上产生皮肤细胞（黑素细胞）。结果是数字制造的皮肤比以往任何时候都更加人性化。

“3D打印技术是精确沉积生物材料和活细胞的重要平台，可以大量生产仿生皮肤，具有很高的可重复性”，主要作者Wei Long Ng解释道。 “但是，经常看到不均匀的皮肤色素沉着，这仍然是一个亟待解决的巨大挑战。我们这个项目的目标是用这种方法来证明制造具有均匀皮肤色素沉着的3D体外着色人体皮肤构建体的可行性。

那么它是如何工作的？这些研究人员是如何使用3D生物打印机设计出逼真的皮肤色素沉着？研究人员说，这个秘密是使用不少于三种不同类型的皮肤细胞 - 角质形成细胞，黑色素细胞和成纤维细胞，同时采用“按需滴落”的方法进行生物打印，这个方法由两个不同的阶段组成。

生物打印两步法的两个步骤是：制造与皮肤真皮区非常相似的分层的多孔胶原基结构，并将表皮细胞如角质形成细胞和黑素细胞沉积在这些皮肤构建物的预定位置上。

这两个阶段一起导致了3D体外着色的人类皮肤构建体，研究人员发现他们可以使用这种生物打印方法以更精确的方式分布活细胞。 Wei Long说：“当我们将三维生物打印的皮肤结构与使用手工铸造方法制造的皮肤结构进行比较时，我们发现两种制造方法有两个不同的区别。

第一个差异是真皮区域顶部的细胞分布，第二个是真皮区域内的微观结构。 Wei Long补充说，与手工浇铸方法相比，两步生物打印方法“能够以高度可控的方式实现印刷电池的标准化分布”。

3D生物打印过程还有其他优势。据新加坡研究人员介绍，两步法可以让科学家操纵三维胶原 - 成纤维细胞基质中的孔径，让他们建立在正常皮肤中看到的那种层次多孔结构。研究人员说，使用手动铸造方法要实现这一点要困难得多。

最终，由于它可以产生复杂的皮肤结构，这种生物打印的发展的用途可以是多方面的。能够3D打印具有正确色素沉着的皮肤移植物是一个巨大的成就，因为它可以允许外科医生用高水平的视觉微妙来修复伤口。但是新的方法也可以用来制造用于药物测试和细胞生物学研究的皮肤结构等等。

这项研究已经发表在一篇研究论文“3D着色人体皮肤结构的生物打印”上，该文章已经发表在Biofabrication杂志上。其他作者是Jovina Tan Zhi Qi，Wai Yee Yeong和May Win Naing。

延伸阅读>>>川大研发3D打印硅橡胶技术，量身定做一张“人工皮肤”