如果您曾尝试过用泰迪熊之类的奇形怪状的礼物包装礼物，您就会体会到外科医生在将人造皮肤移植到受伤的身体部位时所面临的挑战。就像包装纸一样，工程化的皮肤也是扁平的，要围绕不规则形状的身体部位缝合起来既困难又费时。

哥伦比亚大学的生物工程师似乎已经解决了这个问题，他们设计了一种方法来培养复杂的三维形状的工程皮肤，从而有可能构建例如无缝的皮肤细胞“手套”，可以很容易地滑到皮肤上。严重烧伤的手。

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研究人员在 1 月 27 日发表在《科学进展》杂志上的一篇论文中报告了他们的发现。

“可以作为‘生物服装’移植的三维皮肤结构有很多优势，”首席开发人员、哥伦比亚大学 Vagelos 内外科医学院皮肤病学助理教授 Hasan Erbil Abaci 博士说。“它们将大大减少缝合的需要，缩短手术时间，并改善美学效果。”

目前的研究还表明，连续的 3D 移植物比传统的拼接移植物具有更好的机械和功能特性。

3D脚手架

创建新皮肤移植物的过程始于对目标结构(例如人手)进行 3D 激光扫描。接下来，使用计算机辅助设计和 3D 打印制作一个空心、可渗透的手部模型。然后在模型外部接种皮肤成纤维细胞，生成皮肤的结缔组织和胶原蛋白(一种结构蛋白)。最后，模具的外部涂有角质形成细胞(构成大部分外皮层或表皮的细胞)的混合物，内部灌注有生长培养基，支持和滋养正在发育的移植物。

除了 3D 支架外，研究人员采用了与制造扁平工程皮肤相同的程序，整个过程花费了相同的时间，大约三周。

在 3D 工程皮肤的首次测试中，由人类皮肤细胞组成的结构被成功移植到小鼠的后肢上。“这就像给老鼠套上一条短裤，”Abaci 说，“整个手术大约需要 10 分钟。”四个星期后，移植物与周围的小鼠皮肤完全融合，小鼠重新获得了肢体的全部功能。

小鼠皮肤的愈合方式与人类皮肤不同，因此研究人员下一步计划在皮肤生物学更接近人类的大型动物身上测试移植物。人体临床试验可能还需要数年时间。

重新设计工程皮肤

3D 移植物是自 1980 年代初首次推出以来首次对工程皮肤移植物进行重大重新设计。“工程化皮肤最初只有两种细胞类型，但人类皮肤有大约 50 种细胞。大多数研究都集中在模拟人类皮肤的细胞成分上，”Abaci 说。