【黑科技】3D打印包含血管的活体皮肤！面向未来的细胞技术，你准备好了吗？
时间：2019/11/15 3:24:39
近日，美国纽约州的伦斯勒理工学院（Rensselaer Polytechnic Institute, RPI）的研究人员宣布，成功实现包含血管的活体皮肤的3D打印。这项研究毫无疑问将对人体器官移植产生重大影响，成果已经发表在期刊Tissue Engineering Part A上，PMID: 31672103。
“目前，作为临床应用的许多产品都更像是创可贴，尽管可以加速伤口愈合，但最终常常会脱落，因为它们不能真正与宿主细胞结合。”项目带头人Pankaj Karande表示。阻止移植皮肤与宿主结合的关键就是血管系统。
Karande是RPI生物技术和跨学科研究中心（CBIS）的助理教授，致力于这项研究多年。之前发表的论文已经可以把两种类型的活体细胞通过“生物墨水”打印成皮肤结构，之后他和他的团队就一直与耶鲁医学院合作，尝试整合血管系统。
这篇文章的重要技术突破，是向血管内部的内皮细胞和包裹内皮细胞周围的细胞添加动物胶原蛋白和其他在血管内皮细胞中发现的结构细胞。这样的组织移植后，可以在几周时间内形成血管结构。把这种利用3D技术打印出来的血管结构移植到小鼠上，发现3D打印的血管结构可以与小鼠血管进行交流和连接。
图2 3D打印血管与小鼠血管连接，可以看见血液流动Karande教授表示，“这项技术非常重要，因为只有血液和营养物质转移到移植组织中，才能使移植组织保持生命活力。”为了使这项技术能在临床上使用，接下来他们需要尝试如CRISPR技术之类的工具编辑供体细胞，以便使血管能够整合并为患者的身体所接受。活体细胞的3D打印技术是生物3D打印的最高层次，也是最难的技术，目前有许多科学家在进行相关的尝试，还没有临床应用案例。
像Karande教授这种多种细胞的3D生物打印技术，以及今年4月份以色列科学家打印包含血管和心房心室的心脏结构，可以说是当今世上顶级的细胞游戏了。这样高端的生物技术对我们大多数实验室人员似乎很遥远，实际上并不是这样的。随着科技的快速发展，特别是计算机技术在生物行业的应用越来越多，有前景的新技术往往几年之内就会迅速普及。九层之台，起于累土。这样高端的细胞3D打印，首末两端都特别依赖于细胞免疫实验室的一项基本功——流式细胞术。3D打印前需要运用流式确保细胞质量，监视细胞特征；3D打印完成后，还要不断地对细胞进行分析和优化，这就需要无数次的流式检测。流式细胞术广泛应用于细胞表面和细胞内分子表达特征的分析，界定不同种类的细胞群，测定分离出的亚类纯度，分析细胞的大小和总量，它可以同时分析单个细胞的多个参数。当然了，想和大牛一样做多种细胞的3D打印，流式细胞术是前提，而且一定要掌握地非常纯熟，毕竟机遇属于有准备的人，苦练内功才能面对将来生物领域的新技术。
