南方醫(yī)科大學(xué)：3D打印重建皮膚毛囊

供稿人：焦天，連芩 供稿單位：西安交通大學(xué)機(jī)械制造系統(tǒng)工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室　

由于生活和工作不斷加大引起的脫發(fā)問題日益嚴(yán)重。而目前的毛發(fā)移植主要是靠拆東墻補(bǔ)西墻的方法，沒有實(shí)質(zhì)上解決毛發(fā)再生的問題。再生醫(yī)學(xué)為組織工程再生毛囊提供了基礎(chǔ)，多項(xiàng)研究已經(jīng)證明了構(gòu)建毛囊的可行性。然而，目前關(guān)注皮膚毛囊重建的研究仍處于基礎(chǔ)階段，重建的毛囊在結(jié)構(gòu)和功能上仍無法滿足臨床治療的需求。

南方醫(yī)科大學(xué)的Kang等人開展了毛囊重建的研究，通過3D打印多層組織工程支架構(gòu)建毛囊重建所需的仿生環(huán)境，該研究不僅實(shí)現(xiàn)了體外毛囊結(jié)構(gòu)的重建，且通過動(dòng)物實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了毛囊的再生和毛發(fā)的定向生長(zhǎng)。該研究成果最近發(fā)表在《Acta Biomaterialia》期刊上。

研究從幼鼠身上提取了增殖和分化能力強(qiáng)的真皮乳頭細(xì)胞、成纖維細(xì)胞和表皮細(xì)胞用于毛囊重建。包含毛囊的多層皮膚打印方法如圖1所示。首先擠出打印包含人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞（HUVECs）和成纖維細(xì)胞（FBs）的明膠/海藻酸鈉水凝膠（GAH）作為真皮層，然后在上方用同樣的生物墨水?dāng)D出打印網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，之后在網(wǎng)格中先以液滴形式打印包含真皮乳頭細(xì)胞（DPCs）的明膠/海藻酸鈉水凝膠構(gòu)建毛囊附屬器，之后在毛囊附屬器上面打印以液滴的形式打印包含表皮細(xì)胞（EPCs）的明膠/海藻酸鈉水凝膠構(gòu)建表皮層，打印后使用3%（w/v）的氯化鈣溶液浸泡交聯(lián)5分鐘。之后對(duì)打印的皮膚進(jìn)行2周的體外培養(yǎng)。

通過對(duì)體外培養(yǎng)結(jié)果的分析發(fā)現(xiàn)形成真皮乳頭細(xì)胞聚集生長(zhǎng)的特征，促進(jìn)了上皮和間充質(zhì)的相互作用，形成了類似毛囊的結(jié)構(gòu)。而且通過動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證明打印的皮膚可以促進(jìn)了缺損皮膚的毛發(fā)的再生。該方法在皮膚組織工程中具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

圖1 3D打印仿毛囊微環(huán)境的多層皮膚支架

參考文獻(xiàn)：
Kang D, Liu Z, Qian C, Huang J, Zhou Y, Mao X, Qu Q, Liu B, Wang J, Hu Z, Miao Y. 3D bioprinting of a gelatin-alginate hydrogel for tissue-engineered hair follicle regeneration. Acta Biomaterialia, 2022.（https://doi.org/10.1016/j.actbio.2022.03.011）