利用各种生物医学技术重建新器官或组织的组织工程是非常可取的。利用生物医学技术，这一领域已分化为两种关键方法。第一种是利用支架和细胞提供保护屏障，并在严重损伤后支持皮肤再生。第二种方法是结合人工智能、软机器人和可穿戴技术来模仿皮肤的功能。然而，如何将上述两种方法结合起来，既能实现伤口快速愈合，又能重现皮肤的功能特性，是一个亟待解决的问题。除此之外，如何在温和的条件下精确控制支架微观结构和维持支架生物活性仍是目前的主要挑战。近日，南京捷纳思新材料有限公司研发了一种新型的微流控低温直写3D打印静电气喷多功能纺丝机，可以在常温下实现打印并且能够对微尺度结构进行精确控制，为多功能耦合的人造皮肤的构筑带来新的策略。
基于此新型设备的先进性，南京工业大学化工学院、材料化学工程国家重点实验室陈苏教授团队，首次采用微流控3D生物打印技术（MRBP）构筑由聚氨酯和生物活性玻璃（PU-BG）组成的先进生物医学/电子双功能人造皮肤。
值得注意的是，MRBP耦合微流控和3D生物打印技术的优势，不仅可以精确控制微结构和形态，而且制备工艺温和，具有形状逼真、通用性强、包膜细胞活力高的优点。通过结合生物医学皮肤和电子皮肤（e-skin）的特点，使得该人造皮肤不仅具有优异的生物相容性、抗菌性能和机械强度，而且还能促进伤口愈合过程，包括凝血、成纤维细胞活性、血管生成、胶原沉积和组织再生。更重要的是，结合电子皮肤的优点，该人造皮肤具有天然皮肤的感觉功能，具有优异的灵敏度（5.87 kPa-1），宽检测范围（0-150 kPa），并在100 kPa压力下具有0.1%的高压分辨率。这一进展为临床伤口治疗的智能、功能集成人造皮肤的设计提供了新的视角，为医疗电子应用开辟了新的途径。该研究成果于近日发表在被国际重要刊物《Bioactive Materials》上。“Advanced biomedical and electronic dual-function skin patch created through microfluidic-regulated 3D bioprinting”。南京工业大学博士研究生董婷为第一作者。南京工业大学陈苏为通讯作者。
该课题得到了国家自然科学基金重点项目、国家重点研发计划、国家青年自然基金、江苏省高校优势学科建设工程、材料化学工程国家重点实验室等基金的资助和支持。
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