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全球首次!3D打印的皮膚會“呼吸”了

發布時間:2024-11-13 05:57:48 來源:科普時報 字號: [ 大 ] [ 中 ] [ 小 ]

每個國家都有國門。但你知道嗎,身體其實也有自己的“國門”,就是我們的皮膚。這道屏障的損傷一旦超過30%,體液將大量丟失,人體會出現電解質紊亂、細菌感染等癥狀,極易發生休克,危及生命。

戰場上,鋁熱劑、白磷彈、火焰噴射器等燃燒武器動輒造成官兵的大面積燒創傷,想要通過植皮的方式修補皮膚,但完好皮膚卻所剩無幾,可以說是“巧婦難為無米之炊”。因此,在緊急戰傷救治時,只好先用生物敷料覆蓋創面,解決保濕、阻菌的燃眉之急。但難題也接踵而至。

我們知道,國門不是一道簡單的屏障,更承擔著國家交流的樞紐功能。皮膚也一樣,分布著汗腺、毛囊和皮脂腺,可以調節體溫、進行物質代謝,維持我們身體的穩態。大面積植皮患者由于缺乏汗腺,所以一到夏天或者做些劇烈運動,他們就像被壓在了火焰山下,非常痛苦。

解放軍總醫院的專家團隊經過多年攻關,終于啃下了這塊硬骨頭,研發出國際首款具有汗腺功能的生物3D打印人造皮膚。

打印需要墨水,打印皮膚也不例外。這種生物墨水是像果凍一樣的水凝膠,包裹了纖維蛋白原、誘導因子及一種特殊的細胞——干細胞。干細胞究竟有多“能干”?就像孫悟空的毫毛,它不僅可以化為無數分身,還可以變成各種“法寶”。干細胞一般從傷員身上提取,體外擴增1-2天就可以打印了。和小朋友用的3D打印筆一樣,擠出式生物3D打印機采用的也是沉積成型方式,通過精準控制生物墨水,層層堆疊構造出皮膚的三維結構。

隨后,“各就各位”的干細胞在誘導因子的作用下,分化為各種成熟的皮膚細胞。但其中最難辦的就是汗腺,因為它非常“挑剔”,僅能在特定的微環境中生存。科學家通過調控基因表達,調節“墨水”活性成分,終于成功誘導干細胞分化為汗腺樣細胞。這樣,一塊具有汗腺功能的人造皮膚就打印成功了,并實現了國際首次臨床應用。

如今,這款自主研發的生物3D打印皮膚已經推廣到部隊,就像創可貼一樣,無需縫合,只需貼在創面,3-7天就會與原有皮膚融為一體,守護身體的“國門”。

(作者單位:解放軍總醫院)

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