摘要

為了提高體外皮膚組織模型的物理相關(guān)性和可翻譯性，增強(qiáng)其結(jié)構(gòu)復(fù)雜性是非常重要的。通過使用3D生物打印技術(shù)和合適的生物墨水，可以調(diào)節(jié)zhen皮和表皮的結(jié)構(gòu)并將細(xì)胞和材料精確地沉積在所需的位置。在本研究中，使用BIO X生物打印全厚度皮膚組織模型。zhen皮使用原代zhen皮成纖維細(xì)胞嵌入GelXA skin bioink進(jìn)行生物打印，表皮含有高濃度角質(zhì)形成細(xì)胞嵌入ColMA，沉積在zhen皮頂部。皮膚模型總共培養(yǎng)了14天，在開始?xì)庖航缑媾囵B(yǎng)的第6天和培養(yǎng)的第14天結(jié)束時(shí)收集了樣品。第1類人膠原蛋白（角蛋白14）的免疫熒光染色，角蛋白10和絲蛋白表明，所有標(biāo)記物的表達(dá)均隨時(shí)間增加。zhen皮中的膠原蛋白網(wǎng)絡(luò)得到加強(qiáng)，并且表皮中的角質(zhì)形成細(xì)胞明顯地自我重組：隨著大量的絲聚蛋白向表皮的外層移動(dòng)，在角質(zhì)形成細(xì)胞中角質(zhì)蛋白10急劇增加。這些結(jié)果表明，強(qiáng)健的皮膚組織模型可以通過3D生物打印來創(chuàng)建，從而驗(yàn)證了該技術(shù)在該領(lǐng)域的適用性。

引言

皮膚是我們與外部環(huán)境的DY個(gè)也是主要的界面，是極具吸引力的再生器官，并且在過去40年中科學(xué)家們對(duì)其進(jìn)行了大量探索（Loai，2019; Tarassoli，2017）。 部分原因是皮膚組織模型的廣泛應(yīng)用領(lǐng)域，從藥物篩選到化妝品測(cè)試以及傷口愈合研究，部分原因是皮膚組織的組成相對(duì)簡(jiǎn)單，可以分為兩層，每層具有一類主要的細(xì)胞類型 這種簡(jiǎn)單構(gòu)成意味著過去已經(jīng)建立幾個(gè)2D模型和培養(yǎng)系統(tǒng)。 但是，這些模型無法完全概括天然皮膚，并且缺乏3D模型提供的空間組織（Loai，2019; Singh，2020; Vijayavenkataraman，2016）。 為了增加物理相關(guān)性并增強(qiáng)體外結(jié)果與體內(nèi)條件的可翻譯性，迫切需要以3D方式調(diào)制皮膚組織模型。

在開發(fā)用于構(gòu)建3D皮膚模型的不同技術(shù)中，生物打印制造方法在克服與組織建模有關(guān)的挑戰(zhàn)方面已顯示出廣闊的前景（Pati，2016; Singh，2020），由于使研究人員能夠精確地模擬所需的結(jié)構(gòu)，并根據(jù)需要自由地結(jié)合不同的細(xì)胞和材料。 關(guān)鍵是要使用合適的基質(zhì)配方，以便打印出穩(wěn)定的三維結(jié)構(gòu)，支持細(xì)胞增殖和遷移，同時(shí)確保結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和機(jī)械完整性 (Tarassoli, 2017; Vijayavenkataraman, 2016)。

在3D生物打印中，天然和合成生物材料相結(jié)合形成可打印的生物墨水。 天然生物材料的好處是可以減輕環(huán)境對(duì)細(xì)的影響，而合成生物材料具有更好的機(jī)械性能（Murphy，2014年）。 3D生物打印中使用的兩種Z常見的天然生物材料是明膠和膠原蛋白。 膠原蛋白是人體中Z豐富的蛋白質(zhì)，是細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）的關(guān)鍵角色，可促進(jìn)出色的細(xì)胞通訊（Kular，2014年）。 但是，純膠原蛋白很難處理，因?yàn)楸仨殞⑵浔３衷?°C或酸性以避免固化。