再生醫(yī)學(xué)專家CTIBiotech與制藥公司Gattefossé:研發(fā)世界首個3D打印生物阻抗芯片

2022年10月3日,，南極熊獲悉，再生醫(yī)學(xué)專家CTIBiotech與制藥公司Gattefossé合作開發(fā)了3D生物打印皮膚芯片，該芯片能夠針對患者的皮膚疾病建模。


△Gattefossé 和 CTIBiotech 的 3D 生物打印皮膚診斷平臺。圖片來自 CTIBiotech,。

那么這些芯片是如何工作的呢？簡單來說就是,，通過評估組織的皮脂水平,，即人體組織中有助于皮膚屏障發(fā)揮作用的油性物質(zhì)，對患者的皮膚疾病進行非侵入性建模,。使用此實驗室研發(fā)的芯片,，可以獲得實驗室數(shù)據(jù)和人類研究之間更直接的聯(lián)系，并開發(fā)更有效的治療,。

CTIBiotech 總裁兼 CSO Colin McGuckin 教授解釋說“長期以來,，我們的營養(yǎng)師都使用生物阻抗來了解身體成分。我們開發(fā)了3D生物打印皮膚芯片,，這是一種集成了生物阻抗的芯片,，用于監(jiān)測變化。以這種方式進行皮膚診斷,，可以更快地進行人體測試,。”


△Colin McGuckin

CTIBiotech的生物打印技術(shù)
CTIBiotech專門開發(fā)先進的藥物篩選工具,。該公司過去一直專注于 3D 生物打印癌癥模型,，可用于確定對特定患者最有效的治療方法，但近年來它也擴展到組織診斷,。  CTIBiotech 曾與CELLINK合作研究新的 3D 生物打印癌癥療法。

在 2021 年 11 月,，該公司與普羅夫迪夫醫(yī)科大學(xué)和保加利亞的 UMHAT-Eurohospital一起開發(fā)了3D 生物打印結(jié)腸癌模型,。它們共同研發(fā)了一個平臺,，該平臺能夠生產(chǎn)具有成本效益和可重復(fù)性的人類結(jié)腸癌疾病模型，具有化療篩查的潛力,。

在護膚方面,，CTIBiotech 還與巴斯夫的Care Creations 部門合作進行3D生物打印皮膚腺體研究。在NYSCC 化妝品大會上公布的公司研究的初步結(jié)果表明,，皮脂是一種由大多數(shù)皮膚細胞中的皮脂腺分泌的蠟狀保護性物質(zhì),，成功地進行了體外生產(chǎn)調(diào)節(jié)。


針對患者特定的皮膚建模  
皮脂本質(zhì)上是脂質(zhì)的復(fù)雜混合物,，脂質(zhì)是構(gòu)成人體組成部分的多功能分子,。當談到維持我們的皮膚屏障時，皮脂細胞分泌并沉積在角質(zhì)層（表皮的最外層）中的分子被認為是至關(guān)重要的,。因此,，破壞皮脂生成與痤瘡或特應(yīng)性皮炎的發(fā)展以及油性或干性皮膚狀況密切相關(guān)。

雖然科學(xué)家們了解這種分子在體內(nèi)的作用,，但他們還沒有找到患者的皮脂破壞和皮膚病之間的關(guān)系,。為了研究這一點，CTIBiotech 和 Gattefossé 表示需要更多的預(yù)測性測試,，將實驗室測試與人類聯(lián)系起來,，否則將缺乏相關(guān)數(shù)據(jù)進行進一步評估。

通過合作,，兩家公司試圖通過創(chuàng)建基于“生物阻抗”的 3D 生物打印模型來建立這種實驗室-人類數(shù)據(jù)鏈接,。該分析方法廣泛用作衡量健康、身體成分和飲食的指標,，通過查看患者身上的電流,，計算阻抗（電阻），并評估他們是否需要相應(yīng)地改變生活方式,。

通過上述原理也可以評估 3D 皮膚模型中電活動的變化,，Gattefossé 和 CTIBiotech 現(xiàn)在已經(jīng)解鎖了實時監(jiān)測皮脂產(chǎn)生的能力。根據(jù) Gattefossé 研究經(jīng)理 Nicolas Bechetoille 博士的說法,，由此產(chǎn)生的關(guān)于細胞,、基質(zhì)和組織發(fā)育的實驗室讀數(shù)使他們的模型成為一種獨特的非侵入性診斷工具。

Bechetoille 補充道：“包含皮脂腺細胞的全層皮膚模型具有可重復(fù)的產(chǎn)油量,，并且顯著的特點是生物阻抗發(fā)生了變化,，因此，與皮脂產(chǎn)生相關(guān)的生物阻抗被證明是一種體外非侵入性的適當參數(shù),，并且可以實時測量,，從而設(shè)計出更具預(yù)測性和更有效的測試。 這里描述的 3D 模型與一個簡單的芯片系統(tǒng)相連,，可以準確地反映皮膚模型中的變化,，就像活體捐贈者一樣,。”


△T&R Biofab 的 3D 生物打印技術(shù)用于創(chuàng)建皮膚模型,。圖片來自 T&R Biofab,。

用 3D 打印治療皮膚病
●CTIBiotech 現(xiàn)在是眾多尋求利用該技術(shù)推動皮膚病診斷工具開發(fā)的3D生物打印公司和研究小組之一。早在 2020 年,，T&R Biofab和HK inno.N 就公布了在3D 生物打印人體皮膚模型上測試新的自身免疫和皮膚病藥物的計劃,。

●在韓國，浦項科技大學(xué)(POSTECH) 和釜山國立大學(xué)也開發(fā)了3D 打印糖尿病皮膚病模型,。利用這些組織,，這些公司旨在確定各種糖尿病藥物的功效，并為醫(yī)療和化妝品行業(yè)的動物試驗創(chuàng)造未來的替代品,。