圖②:生物3D打印人造皮膚。(作者供圖)
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每個(gè)國(guó)家都有國(guó)門(mén)。但你知道嗎,身體其實(shí)也有自己的“國(guó)門(mén)”,就是我們的皮膚。這道屏障的損傷一旦超過(guò)30%,體液將大量丟失,人體會(huì)出現(xiàn)電解質(zhì)紊亂、細(xì)菌感染等癥狀,極易發(fā)生休克,危及生命。
戰(zhàn)場(chǎng)上,鋁熱劑、白磷彈、火焰噴射器等燃燒武器動(dòng)輒造成官兵的大面積燒創(chuàng)傷,想要通過(guò)植皮的方式修補(bǔ)皮膚,但完好皮膚卻所剩無(wú)幾,可以說(shuō)是“巧婦難為無(wú)米之炊”。因此,在緊急戰(zhàn)傷救治時(shí),只好先用生物敷料覆蓋創(chuàng)面,解決保濕、阻菌的燃眉之急。但難題也接踵而至。
我們知道,國(guó)門(mén)不是一道簡(jiǎn)單的屏障,更承擔(dān)著國(guó)家交流的樞紐功能。皮膚也一樣,分布著汗腺、毛囊和皮脂腺,可以調(diào)節(jié)體溫、進(jìn)行物質(zhì)代謝,維持我們身體的穩(wěn)態(tài)。大面積植皮患者由于缺乏汗腺,所以一到夏天或者做些劇烈運(yùn)動(dòng),他們就像被壓在了火焰山下,非常痛苦。
解放軍總醫(yī)院的專家團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)多年攻關(guān),終于啃下了這塊硬骨頭,研發(fā)出國(guó)際首款具有汗腺功能的生物3D打印人造皮膚。
打印需要墨水,打印皮膚也不例外。這種生物墨水是像果凍一樣的水凝膠,包裹了纖維蛋白原、誘導(dǎo)因子及一種特殊的細(xì)胞——干細(xì)胞。干細(xì)胞究竟有多“能干”?就像孫悟空的毫毛,它不僅可以化為無(wú)數(shù)分身,還可以變成各種“法寶”。干細(xì)胞一般從傷員身上提取,體外擴(kuò)增1-2天就可以打印了。和小朋友用的3D打印筆一樣,擠出式生物3D打印機(jī)采用的也是沉積成型方式,通過(guò)精準(zhǔn)控制生物墨水,層層堆疊構(gòu)造出皮膚的三維結(jié)構(gòu)。
隨后,“各就各位”的干細(xì)胞在誘導(dǎo)因子的作用下,分化為各種成熟的皮膚細(xì)胞。但其中最難辦的就是汗腺,因?yàn)樗浅!疤籼蕖?,僅能在特定的微環(huán)境中生存。科學(xué)家通過(guò)調(diào)控基因表達(dá),調(diào)節(jié)“墨水”活性成分,終于成功誘導(dǎo)干細(xì)胞分化為汗腺樣細(xì)胞。這樣,一塊具有汗腺功能的人造皮膚就打印成功了,并實(shí)現(xiàn)了國(guó)際首次臨床應(yīng)用。
如今,這款自主研發(fā)的生物3D打印皮膚已經(jīng)推廣到部隊(duì),就像創(chuàng)可貼一樣,無(wú)需縫合,只需貼在創(chuàng)面,3-7天就會(huì)與原有皮膚融為一體,守護(hù)身體的“國(guó)門(mén)”。
(作者單位:解放軍總醫(yī)院)
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