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数量:16 (3)DOI: 10.37532 / 0974 - 7435.2020.16 (3) .209

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3 d Bio-Printing:皮肤再生的新兴技术

*通信:

Isha人士
锡亚尔科特大学生物学系,巴基斯坦的锡亚尔科特
电话:03247966429
电子邮件:ishaishtiaq@gmail.com

文摘

皮肤是身体最大的器官,这个器官经常受伤非常严重的应处理。皮肤移植是最常用的策略使用的伤害皮肤但是它有一些限制。3 d生物打印是一种新型系统的人体组织的时代。它包括分层技术的誓章生物材料的伤害区域和恢复丢失的组织。在皮肤生物打印,功利主义皮肤创建的替代品。在生物打印,bio-inks和生物材料利用组织框架。独特的生物打印程序用于人体组织的印刷。几个方法中被利用皮肤例如原位生物打印和体外。这两种方法在不同网站的发展。专家做了一些考试皮肤生物打印。在本文中,我们将讨论各种生物打印程序的选择细胞在生物打印和各种bio-inks的源泉。

关键字

3 d生物打印;Bio-ink;重建;脚手架;皮肤移植

介绍

皮肤是身体的重要器官。所有体重包括皮肤的15% - -20%。它执行许多重要能力对微生物例如保护,热,紫外线光束和照看体内平衡。它会阻碍外部条件。皮肤和它的四肢,使外皮的框架(1- - - - - -3]。皮肤是人体的第一道阻力(4]。皮肤是一个复杂的器官。它包括三层;油腻的真皮,真皮含有成纤维细胞深植在网格细胞外血管和毛囊表皮角质细胞组成(2]。在当皮肤受到伤害,因为消耗、受伤或其他皮肤伤口,团结是很重要的皮肤(5]。评估,265000年通过消耗所带来的全面(6]。皮肤是由利用同种异体tissue-designed但是它有一些障碍7]。复杂的和不均匀的特性皮肤块皮肤的总结构。一些结构的装配规范皮肤模型(可以访问与全层8]。一个普通tissue-designed皮肤构建由角化细胞嵌入在一个三维胶原纤维母细胞(神奇动物)。的边后卫在水凝胶和混合交联使FB -皮肤层。然后精制和成人的发展皮肤因此界面后得到文化(8,9]。在类似的组织设计方法,组织模型有很多关于固定测量困难,重要的费用,和更少的应用程序。3 d生物打印在组织设计是一个不断上升的领域已经基本在创建假拯救无数层的组织模型细胞和生物材料。3 d细胞打印提到作为一个生产阶段的仿生组织模型框架(10]。3 d打印技术已经用于帧无数仿生结构。它是重要的在这两个组织构建和再生药物。让皮肤构建利用3 d打印程序,一些检查表明,胶原蛋白对成纤维细胞和角质细胞可以印在一个有吸引力的方式(8]。生物工程皮肤可以使用正常生产和工程聚合物。3 d方法一直在拥抱皮肤组织设计,因为他们可以创建复杂的结构(5]。生物材料用于3 d细胞打印bio-ink包含细胞融合到3 d的构建与诱人的形状。许多材料利用bio-ink。在考试,表明,脱细胞细胞外晶格(dECM)细胞的生活条件,就像地球细胞(11]。在另一个调查,另一个bio-ink依赖GelMA-collagen被掺杂与酪氨酸酶的详细。出现了在活的有机体内测试时损伤康复率加快这个bio-ink利用(12]。3 d生物打印已经发展的晚,已经上升的一个最创新组织替换。岁这一创新中心的组成结构,就像当地组织。许多结构扩展从没有多少到几微米大小可以生产的水凝胶利用3 d生物打印。沿着这些线路,可以想见的许多层皮肤包括真皮、表皮、真皮,汗水器官和毛囊。的时候,组织设计创新是与3 d系统,减少一些问题像组织解雇,可怜的修补和病原体(7]。

在这个调查中,我们检查在3 d生物打印和限制的方法。一个简短的介绍关于3 d打印技术创新皮肤移植。我们谈论生物材料、bio-inks等生产技术。不同cell-printing策略已经讨论过。我们讨论常规和工程聚合物利用bio-inks。这个调查给出了一个简短的回顾3 d生物打印的皮肤(图1)。

3 d生物打印

3 d生物打印过程中有一层一层地宣誓书生物材料创建一个三维结构。这种策略是在1986年第一次进化由查尔斯W船体。它最初被称为有限元13]。生物打印是创建3 d的构建包括5个阶段:目标组织成像,改进的模型利用发指令编程;细胞和生物材料平台被依赖的组织,利用生物组织印刷,发展bio-printed组织。有三个阶段的生物打印的过程:pre-bioprinting,生物打印,post-bioprinting [13)(图2)。在pre-bioprinting,细胞从一个隐蔽的皮肤活检,分离和bio-ink加以扩展,这是组成的细胞和生物材料。当印刷细胞对声音的皮肤,必要的细胞利用,而当有伤害皮肤,基础微生物是利用。生物打印包括打印记录包含精确数据的变换的3 d几何立体制版文件(STL)。不可预测的三维结构进行重利用发指令编程。STL文件仔细阅读由生物和3 d组织由二维结构,不断保持bio-ink。Post-bioprinting否则称为发展阶段。它是生物打印的最后阶段。的在体外生物打印,皮肤构建了生物反应器而原位生物打印包括网站开发的伤害[13]。三个原则的方法是利用3 d生物打印这些天:驱逐生物打印,激光生物打印,珠生物打印。选择的技术是依赖的性质细胞和生物材料利用细胞/组织质量,将打印(3,7]。在基础生物打印驱逐,solenoid-based框架是用来启动bio-ink安排。它允许更广泛的的决心生物材料但是不太精确,给目标低于不同的系统。在任何情况下,在这个过程中,高一致性材料可以印刷14]。在激光生物打印,激光是利用。这取决于laser-prompted远期外汇。这是一个壶嘴免费的方法。它给更高的目标,降低吞吐量。在任何情况下,基本的障碍是它比不同的策略更慢。在珠生物打印为基础,强调利用储存和bio-ink滴。它已经快不过它需要较少的厚度bio-ink [3,7]。

免疫调节的影响,间质血管治疗,一部分微RNA (microrna的)和小干扰RNA (siRNA)的基础皮肤治疗也被证明在3 d打印15]。

体外和原位技术皮肤生物打印

直到现在,它已经被研究皮肤生物打印是一种新型的技术改造有用皮肤组织。3 d生物打印可以利用巨大的范围皮肤组织发展。可以利用这些建立在毒理学和药物测试16]。这是,因为它是一个标准化和计算机化的策略发展有用皮肤构建要求没有努力。

有两个主要程序皮肤生物打印:体外和原位。这些方法是独特的在印刷和发展组织的网站15,17]。在体外战略、组织发展是bio-imprinted在体外然后开发和分离。网站的开发后,移植损伤。Ng et al。9)制造3 d色素皮肤发展在体外利用两名先遣生物打印技术。这些构建了利用3皮肤细胞,角质细胞,成纤维细胞和黑色素细胞。这些3 d bio-printed构建与色素的发展被manual-throwing收购。占,3 d印刷构建表示比身体更像轻信的组织框架组织(9]。在体外模型依赖多步骤生产策略。尽管,Byoung等人建立了另一种方法来创建一个3 d构建在一个孤独的推进利用trans-well框架(10]。原位生物打印包括细胞生物打印直接损伤的位置。的细胞pre-refined和许可证皮肤发展的伤害。Seol et al。5)建立了一个在活的有机体内模型要重新制定皮肤组织在人类的脸上。皮肤组织生产在复杂的面部损伤出现组织学评估通过在活的有机体内考试利用3 d生化(5]。在考试中,丁和张6)提出原位生物打印程序统一皮肤在幽灵消耗伤口床。他们引入了一个治疗伤口修补的工艺条件。图片引导原位生物打印已创建持久的明确授权皮肤工会来治疗伤口在更少的时间6]。全层皮肤折叠平台(SFS)创建一个perfusable灌注去细胞的血管蒂。这个折叠平台是生物相容性,可接受的机械性能,表明再生潜力在体外和在活的有机体内(18)(图3)。Scaffold-free打印策略也用于构造3 d的皮肤。在这种螺栓,成人耳朵是在3 d环境中构造导致真皮的快速分化。这种方法是有用的但是需要长时间成熟19]。

的选择细胞在皮肤生物打印

合适的决心细胞是一个主要考虑生物打印皮肤regenration。角化细胞(;)和成纤维细胞(的边后卫)是公认的最广泛的细胞类型用于创建皮肤组织构建。单独形成表皮和真皮。在一个实验中,人类从骨髓间充质干细胞细胞(hBM-MSC)和人类鼻软骨细胞(hNC)是用来产生一个全层皮肤贪污。是见过皮肤移植物存活当暴露于外部环境20.]。在另一研究中,据报道,全层仿生皮肤可以打印利用角质细胞、成纤维细胞和黑色素细胞在气液界面培养21]。成纤维细胞和人类皮肤微血管内皮细胞被用来灌输bio-printed组织(22]。一个面膜是由利用角化细胞和成纤维细胞5]。多层皮肤移植也推出了利用角化细胞,成纤维细胞、人类内皮细胞集落形成细胞(HECFC)和人类胎盘的周(pc)。结果表明,3 d生物打印可以利用血管构建的人类皮肤在体外类似的天真皮肤(22]。新生儿人类皮肤成纤维细胞和新生儿普通人类上皮角化细胞也培养然后bio-printed组织发展(2]。例如,不同的结构皮肤成员,黑色素细胞、内皮细胞和脂肪的器官可以co-printed形成功能齐全的皮肤。仿生皮肤是伤口敷料使用oil-infused吗聚二甲硅氧烷(iPDMS)和银纳米粒子(Ag-Np)。随着银抗菌性能抗感染,所以这是最好的方法伤口愈合(23]。

Bio-Ink用于皮肤生物打印

Bio-ink 3 d是一个基本部分皮肤生物打印。Bio-ink应该附带的属性:生物相容性,生物降解能力,固体、bioinert和柔软。有2种bio-ink:特有的生物聚合物和生物聚合物制造。特征生物聚合物通常是创建为蛋白质和多糖。蛋白质明胶、胶原蛋白、纤维蛋白原、蛋白人,凝血酶和多糖结合壳聚糖、纤维素和甲壳素,等等。制造生物聚合物产生误导,聚乙醇腐蚀(PGA),聚丙醇腐蚀聚乳酸纤维(PLA)、聚Lactic-Co-Glycolic腐蚀性(PLGA),等等。尽管如此,许多bio-inks和生物材料然而利用生物相容性是重要的选择。常见的生物聚合物是大部分喜欢工程生物聚合物。不同的自然条件应该满足bio-ink期间和之后的生物打印(13,14]。Seol等人认为复合hydrogel-based bio-ink为3 d生物打印(5]。纳米复合水凝胶/平台同样利用结构三维结构(24]。在一项调查,bio-ink框架利用脱细胞细胞外晶格(dECM)。真皮与催化剂和治疗皮肤dECM被移除。3 d发展是由叠加bio-ink由dECM壶嘴与人类成纤维细胞的生物(11]。bio-ink计划的重要源泉是胶原蛋白I型因为它是异常的生物相容性。晚,明胶混合,海藻酸,纤维蛋白原是利用交叉繁殖bio-ink图。dECM已广泛利用最合理bio-ink在3 d打印技术创新的源泉。Byoung等人表现出的潜在S-dECM bio-ink通过在体外和在活的有机体内应用程序(10]。Apelgren等人使bio-ink利用细菌Nano-Cellulose (BNC)利用ACC(水反碰撞)策略。ACC的方法使得3 d打印BNC特别合适的生物材料,占cell-loaded 3 d-bio-printed ACC-BNC是一个很好的答案修复韧带(25]。施等人创建另一个含有明胶bio-ink甲基丙烯酰胺(GelMA)与酪氨酸酶和胶原蛋白。Tyrosinase-doped bio-ink陷害了两名先遣交联技术。推断,Ty-doped bio-ink可以建立稳定的三维结构和将有利于伤口修补和皮肤恢复(12]。

结论

3 d生物打印是最鼓励创新,包括制造有用的组织构建通过印刷细胞和生物材料在同一时间。主要考虑影响生物打印过程的决心细胞和生物材料和合理利用bio-ink。皮肤包括利用生物打印细胞和生物材料开发有用的多层皮肤通过原位和体外方法。许多种类的生物材料利用例如特点和工程聚合物。无数种bio-inks利用各种各样的细胞例如角质细胞,成纤维细胞,黑色素细胞和未分化的生物。利用皮肤生物打印在伤口修补和取代受损皮肤将是一个令人难以置信的活动吗皮肤替代治疗。该方法显著促进面部整形医疗过程。它会减少疾病的危险,将构建伤口复原率。同样会带来更少的皮肤医疗程序,减少治疗的时刻。专家产生3 d皮肤功利主义的发展。尽管如此,也有一些限制,例如发展皮肤四肢,静脉,等等。研究人员正在试图制造静脉等皮肤四肢与真皮和表皮。

说白了,3 d生物打印是一个非凡的创新改造的皮肤与一个巨大的兴趣点的数量。后来,它会开放更多的打开大门移植的伤害,皮肤受伤或消耗。

的利益冲突

没有利益冲突。

引用

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