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皮肤作为人体最大的器官，承担着物理防护、体温调节、感知及等关键功能，一直是组织工程领域的研究重点。近年来，3D生物打印技术在皮肤替代物构建方面展现出巨大潜力，为药物测试和严重皮肤损伤的临床治疗提供了新方向。

近日，发表在Mater Today Bio上的一项研究3D bioprinting of a perfusable skin-on-chip model suitable for drug testing and wound healing studies提出了一种构建可灌注3D化皮肤模型的创新方法，为皮肤组织工程研究带来重要突破。

该研究采用两种生物墨水构建皮肤模型：甲基丙烯酰化明胶（GelMA）用于真皮和表皮层，泊洛沙姆F127作为牺牲材料用于血管通道的形成。模型整合了三种细胞类型，包括新生儿包皮成纤维细胞、人表皮角质形成细胞和人脐静脉内皮细胞，以建立仿生皮肤结构。通过牺牲生物打印技术，成功开发出具有血管化结构的皮肤模型，可用于高级体外研究和再生疗法。

研究中，8%（w/v）的GelMA（G8）用于真皮层，15%（w/v）的GelMA（G15）用于表皮层，40%（w/v）的泊洛沙姆F127（P40）作为牺牲材料。GelMA具有良好的生物相容性、无细胞毒性，且含有用于整合素结合的精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸（RGD）基团和对基质金属蛋白酶敏感的基团，有利于细胞黏附和迁移。泊洛沙姆F127具有独特的热可逆性，在20℃以下液化，在较高温度下凝胶化，适合作为牺牲材料构建精确的血管通道。

生物墨水的表征结果显示，G8和G15的溶胀率存在显著差异，分别为9.19±1.01和6.45±1.42，表明较高的GelMA含量会降低溶胀率。原子力显微镜测得的杨氏模量显示，G8为8.65±0.81 kPa，G15为17.66±0.77 kPa，这种刚度差异模拟了体内皮肤各层的物理特性。打印性参数（Pr）在优化的打印条件下，G8、G15和P40分别为0.92±0.2、0.93±0.1和0.95±0.05，表明材料具有良好的打印精度。流变学测试确定了G8和G15的溶胶-凝胶转变温度分别约为24℃和28℃，为打印参数设置提供了依据。扩散系数测量显示，两种水凝胶对不同分子量葡聚糖的扩散能力无显著差异，确保了营养物质和因子在材料中的有效传递。