参考消息网9月5日报道据美国《大众机械》月刊网站8月20日报道,当大多数人想到“皮肤”,脑海中浮现的实际上是表皮——这是皮肤的最外层,大约每月都会更新。然而,皮肤的主要功能活动发生在真皮层(位于表皮与皮下组织之间的中间层),其脂肪组织充当着减震器,并与下方的骨骼和肌肉相连。皮肤(人体最大器官)的这一复杂三维结构层包含有神经末梢、毛囊、腺体和血管。
一些严重的伤口和烧伤可以通过表皮移植来修复,但科学家们尚未找到复制真皮的方法来实现更理想的伤口愈合技术。原因何在?因为真皮的结构过于复杂。不过,两项发表在《先进医疗材料》杂志上的研究取得了可喜进展。该研究由瑞典林雪平大学的科学家领导,并在小鼠身上进行了实验。该研究创造了“注射器中的皮肤”——一种可注射的3D打印皮肤植入物,内含活细胞,可用于治疗严重伤口。
这些研究的主要作者、林雪平大学的约翰·容克尔在媒体声明中说:“真皮结构极为复杂,我们无法在实验室中培育真皮。我们甚至尚未了解它的所有组成成分。这就是为什么我们以及其他许多研究者认为,或许可以移植真皮的基本构件,然后让人体自行生成真皮。”
研究人员首先从成纤维细胞入手,这是一种相对容易从人体中提取并在实验室中培育的结缔组织细胞。研究人员利用明胶小球搭建了一个支架,供细胞在上面生长。而真正的突破在于研发出一种由透明质酸构成的凝胶,这是一种天然存在的物质,能为皮肤补水并润滑关节。科学家将明胶小球与这种凝胶混合后发现,当混合物受到轻微压力时,会转变为液体。对于制造可通过注射器注射的皮肤移植物来说,这是一种实用的特性。一旦注入人体,它会恢复为凝胶状结构。
容克尔在声明中说:“我们观察到这些细胞能够存活,而且很明显,它们会产生生成新真皮所需的多种物质。此外,移植物内部还会形成血管,这对于有关组织在人体内存活至关重要。”
血管是为细胞输送氧气和营养物质的关键。在第二篇论文中,该研究团队详细介绍了他们如何利用由98%的水构成的水凝胶培育血管。这种水凝胶是人造血管的基础,有助于维持这些高科技皮肤移植物中细胞的活性。
该研究的合著者、林雪平大学的丹尼尔·艾利在声明中说:“这些水凝胶纤丝具有很好的弹性,我们甚至可以给它们打结。它们可以形成微型管道,既能在其中输送液体,也能让血管细胞在里面生长。”
这对于开发新一代皮肤移植物而言是个好消息,而人造血管的成功培育也将为高级类器官的研发提供助力。类器官是指类似微型器官的细胞团块。由于类器官中心的细胞无法获得充足的氧气和营养,它们会逐渐死亡,这在整体上会限制类器官的生长。而这些人造血管有望帮助科学家突破目前类器官生长的尺寸阈值。
真皮层是维持皮肤健康的关键层。掌握修复真皮层的有效方法将在未来挽救无数生命。(编译/朱捷)