3D生物打印自体皮肤新冲破！Adv Sci最新研究使慢性难愈创面有了“私家修复方案”

对糖尿病足溃疡患者来讲，持久不愈合的创面不但带来延续痛苦悲伤，严重时还可能面对截肢风险；深度烧伤患者也常因自体皮肤供区不足，堕入“修复一处、毁伤一处”的医治窘境。这些慢性创面修复困难，持久困扰着临床大夫与患者。

近日，Adv Sci登载的一项新研究给出了破解思绪——科研团队用患者本身皮肤组织“定制”出3D生物打印皮肤移植物，既能精准复刻自然皮肤的布局与功能，还能显著晋升创面愈合效力，为万万慢性创面患者带来新但愿。

要实现皮肤的“私家定制”，起首需要优良的“种仔细胞”。研究团队从患者腿部、腹股沟等部位的手术烧毁皮肤组织中，分手出真皮成纤维细胞与表皮角质构成细胞。这些自体细胞揭示出抱负的临床利用潜力：成纤维细胞呈典型梭形，跟着培育传代逐步伸长增宽；角质构成细胞慎密摆列成鹅卵石样，培育至第11天时增殖倍数到达51.64倍。经由过程免疫荧光染色验证，这些细胞的要害标记物KRT10、KRT14、纤连卵白表达程度，与贸易原代细胞根基一致，仅I型胶原表达有稍微下降（约为贸易细胞的0.87倍）。研究证实，这类差别属在正常生物变异，不会影响细胞的修复功能，从泉源规避了异体细胞可能激发的免疫排挤风险。

图1 患者特异性3D皮肤模子

图2 从患者皮肤组织平分离细胞的相干尝试成果

有了“种子”，还需要适配的“发展支架”——也就是摹拟自然皮肤的细胞外基质。团队采取胰酶EDTA、Triton X-100等试剂，连系物理搅拌处置，对患者真皮组织进行脱细胞操作，终究制备出患者源性脱细胞基质（pddECM）。检测成果显示，pddECM中的残留DNA含量远低在FDA划定的50ng平安阈值，意味着免疫原性成份已被有用去除；同时，胶原、糖胺聚糖等保持皮肤布局与活性的焦点成份被完全保存，扫描电镜下能清楚看到它延续了自然皮肤的多孔纤维布局。卵白质组阐发进一步发现，pddECM中富含COL1A1、装潢素、卢米坎等要害卵白，这些成份能调控胶原纤维构成、增进细胞黏附，而细胞外基质组装、胶原降解等要害生物学通路也得以保持，为细胞发展供给了接近自然的“微情况”。

图3 人皮肤组织来历的脱细胞细胞外基质的制备与表征

不外，单一的pddECM力学强度不足，难以知足3D打印的布局不变性要求。团队进一步将其与明胶甲基丙烯酰基（GelMA）、海藻酸钠复合优化。颠末频频测试，当pddECM与GelMA按1:4比例夹杂时，生物墨水显现出最好打印结果——不但具有挤出式打印所需的剪切稀化特征，还能不变堆叠成中空圆柱布局，不会呈现坍塌。力学测试显示，该配方的应力败坏速度更快，这类特征有助在细胞在支架内更好地铺展、增殖与分化；而在表皮层添加角卵白-海藻酸钠（KA）生物墨水后，水凝胶模量下降，能有用削减术后纤维化风险，晋升移植物与患者本身组织的整合能力。

图4 生物墨水的材料表征：力学、流变学和打印机能

在后续功能测试中，这款3D生物打印皮肤模子的修复潜力获得充实验证。细胞层面，真皮层的人真皮成纤维细胞7天存活率仍连结在83%以上，I型胶原合成能力显著晋升，COL1A1与COL3A1的比值较无pddECM的对比组增添3.02倍；表皮层添加KA后，角质构成细胞的分化标记物KRT10、丝聚卵白表达程度升高，皮肤樊篱相干的跨上皮电阻值较对比组晋升3.03倍——虽然还没有构成完全分层的表皮，但已具有部门樊篱功能，能为创面供给根本庇护。

动物尝试进一步证实了其临床价值。在裸鼠6mm圆形创面模子中，植入含pddECM的支架后，创面愈合速度较着加速：术后15天便可实现完全皮肤再生，而对比组仍有创面结痂残留。组织学阐发显示，该支架能显著增进迁徙性表皮舌（MET）构成，其长度是对比组的3.9倍，同时还能保持正常的真皮厚度，避免创面愈合后皮肤变薄、功能受损。更要害的是，皮下植入尝试注解，不管是不是负载细胞，这款支架都未激发局部炎症或全身毒性，仅细胞负载组呈现稍微的肝本色细胞反映与脾白髓增殖，且这些反映均在平安规模内，充实证实了其生物平安性。

图5 体内研究相干尝试成果

综上，这项研究经由过程“自体组织取材—脱细胞制备支架—3D生物打印构建”的手艺路径，成功解决了传统皮肤移植物供区不足、免疫排挤风险高、功能贴合度差等焦点问题。对糖尿病足溃疡、慢性炎症创面等难治性皮肤缺损，这类“私家定制”的3D生物打印皮肤不但能加快创面修复，还能削减瘢痕构成与医治并发症，为个性化再生医学供给了切实可行的新方案。跟着后续临床转化研究的推动，将来它有望成为慢性创面医治的主要手段，帮忙更多患者解脱难愈创面的困扰。（Bioon.com）

参考文献：Kang R, Shin S, Choi Y, et al. Bioengineered Skin Grafts from Patient-Derived Decellularized Extracellular Matrix and Autologous Cells for Personalized Regenerative. Adv Sci (Weinh). 2025;12(44):e11889. doi:10.1002/advs.202511889