南方醫(yī)科大學：3D打印重建皮膚毛囊

供稿人：焦天，連芩 供稿單位：西安交通大學機械制造系統(tǒng)工程國家重點實驗室　

由于生活和工作不斷加大引起的脫發(fā)問題日益嚴重。而目前的毛發(fā)移植主要是靠拆東墻補西墻的方法，沒有實質(zhì)上解決毛發(fā)再生的問題。再生醫(yī)學為組織工程再生毛囊提供了基礎(chǔ)，多項研究已經(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，該研究不僅實現(xiàn)了體外毛囊結(jié)構(gòu)的重建，且通過動物實驗實現(xiàn)了毛囊的再生和毛發(fā)的定向生長。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的真皮乳頭細胞、成纖維細胞和表皮細胞用于毛囊重建。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)皮細胞（HUVECs）和成纖維細胞（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擠出打印網(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。之后對打印的皮膚進行2周的體外培養(yǎng)。

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

圖1 3D打印仿毛囊微環(huán)境的多層皮膚支架

參考文獻：
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）