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雷射4D生物列印,能更精密生產皮膚?

皮膚細胞培養。雷射4D生物列印,能快速生產皮膚嗎?
皮膚細胞培養。雷射4D生物列印,能快速生產皮膚嗎? Credit: University of [email protected] CC BY 2.0

減少動物實驗

在醫學研究上,如何減少動物實驗這個議題,越來越被重視。隨著「lab on a chip」技術的發展,科學家漸漸希望用晶片模擬來取代動物,進行臨床前藥物實驗;而有另一群人,則因應生物列印技術的發展,希望在實驗室內能列印各種人體組織器官,提供研究或臨床醫療使用,取代動物實驗同時增加器官移植的選擇。後者,最為人探討的就是化妝品和醫美產業。

生物列印皮膚

那麼說來,就是要列印給化妝品做測試用或者燒燙傷患者移植的皮膚組織。法國知名化妝品大廠「萊雅」(L’OREAL)前陣子才宣布和3D生物列印肝臟技術頗有名氣的「Organovo」合作,共同開發給燒燙傷患者使用的皮膚。事實上,萊雅早已經在巴黎建立頗具規模的3D生物列印實驗室,應用手術病患捐贈的皮膚細胞,生產「Episkin」人造皮膚。這次和Organovo合作,則希望能借重其專業和生產速度。皮膚是人體最大的器官,用來做為水份和熱流失的屏障,同時保護生物體避免感染。一般在治療過程,如果是小面積的燙傷,醫師可能從患者身上移植其他部位的皮膚來補,但是大範圍燒燙傷就需要另外找解決方法。數年前,美國「維克弗斯特大學醫學院」(Wake Forest School of Medicine)的科學家,曾經嘗試取患者身上健康的細胞,經過特殊技術和設計,列印到燒傷部位,如此只需要列印大約受傷面積十分之一的大小,讓細胞自然生長。由此可知,3D列印有很大的潛力能快速生產皮膚。

生物雷射列印

同樣是列印皮膚,另一組合作夥伴就是德國的「巴斯夫公司」(BASF)和法國「Poietis公司」。巴斯夫公司是150年前就成立的化學公司,近來,他們想要應用一種從「蒔蘿」(Dill)中取出的成分「Lys’lastine V」來生產人類的皮膚,稱做「Mimeskin™」。而其選擇Poietis公司為夥伴,看上的就是他們的「雷射生物列印」技術。這種技術是將雷射打到一面反射鏡然後射入裝有細胞的基質,打出一小滴微細胞液,附著到細胞培養盤上,如此就能夠一層層列印,完成細胞3D的建構。然而,這項技術被稱做是4D列印,因為還要計算時間這個維度,一旦細胞列印完成,還需要時間讓細胞自我組成和完成連結。根據Poietis公司的資料,雷射列印技術的精密度,遠優於傳統的3D生物列印技術,也就是他們能更精準的列印細胞的位置,速度上一秒鐘可以列印10,000滴細胞液,精密度高達20微米(μm),每毫升(ml)可包含10億個細胞,100%的細胞生存力。至於「Lys’lastine V」的成份在皮膚列印上的角色,目前巴斯夫公司仍然保密,尚不得而知。

雷射生物列印,的確很不同於其他的3D列印方式。期待這個技術的優勢,能列印出更精密的皮膚,不僅提供完美的實驗室化妝品實驗,也能提供燒燙傷患者的植皮治療。

文章參考:optics.org
影片來源:Gabo Huang, SATTAquitaine
圖片來源:University of Exeter@Flickr  CC BY 2.0

【作者簡介】 BioMeder

生醫人網摘的編輯。熱愛創新和用腦袋的事物,堅持文章要有邏輯,藉由報導、解析生醫領域的創新和應用來傳播知識。

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