生物3D打印人造皮肤。(作者供图)
每个国家都有国门。但你知道吗,身体其实也有自己的“国门”,就是我们的皮肤。这道屏障的损伤一旦超过30%,体液将大量丢失,人体会出现电解质紊乱、细菌感染等症状,极易发生休克,危及生命。
战场上,铝热剂、白磷弹、火焰喷射器等燃烧武器动辄造成官兵的大面积烧创伤,想要通过植皮的方式修补皮肤,但完好皮肤却所剩无几,可以说是“巧妇难为无米之炊”。因此,在紧急战伤救治时,只好先用生物敷料覆盖创面,解决保湿、阻菌的燃眉之急。但难题也接踵而至。
我们知道,国门不是一道简单的屏障,更承担着国家交流的枢纽功能。皮肤也一样,分布着汗腺、毛囊和皮脂腺,可以调节体温、进行物质代谢,维持我们身体的稳态。大面积植皮患者由于缺乏汗腺,所以一到夏天或者做些剧烈运动,他们就像被压在了火焰山下,非常痛苦。
解放军总医院的专家团队经过多年攻关,终于啃下了这块硬骨头,研发出国际首款具有汗腺功能的生物3D打印人造皮肤。
打印需要墨水,打印皮肤也不例外。这种生物墨水是像果冻一样的水凝胶,包裹了纤维蛋白原、诱导因子及一种特殊的细胞——干细胞。干细胞究竟有多“能干”?就像孙悟空的毫毛,它不仅可以化为无数分身,还可以变成各种“法宝”。干细胞一般从伤员身上提取,体外扩增1-2天就可以打印了。和小朋友用的3D打印笔一样,挤出式生物3D打印机采用的也是沉积成型方式,通过精准控制生物墨水,层层堆叠构造出皮肤的三维结构。
随后,“各就各位”的干细胞在诱导因子的作用下,分化为各种成熟的皮肤细胞。但其中最难办的就是汗腺,因为它非常“挑剔”,仅能在特定的微环境中生存。科学家通过调控基因表达,调节“墨水”活性成分,终于成功诱导干细胞分化为汗腺样细胞。这样,一块具有汗腺功能的人造皮肤就打印成功了,并实现了国际首次临床应用。
如今,这款自主研发的生物3D打印皮肤已经推广到部队,就像创可贴一样,无需缝合,只需贴在创面,3-7天就会与原有皮肤融为一体,守护身体的“国门”。
(作者:王威 单位:解放军总医院)
来源丨科普时报