生物工程人造皮肤已成为研究人员测试药物和化妆品安全性和有效性的越来越重要和可靠的平台。它可以大规模生产，是很好的动物试验替代品。最有前途的体外模型生产技术包括 3D 生物打印。

研究表明生物打印人造皮肤可用于化妆品和药物测试

然而，由于它是最新的，与传统的手动制作模型相比，其性能尚未得到充分验证。这是巴西圣保罗大学药学院 (FCF-USP) 研究人员进行的一项研究的主要目的。发表在Bioprinting杂志上的一篇文章报道的结果证实，人造皮肤达到了类似的性能。

在这项研究中，研究人员将基于手动移液的传统模拟模型与挤压生物打印进行了比较，后者“允许在体外重建更相关和更具代表性的人体皮肤模型，”该文章的作者说。

FCF 教授兼研究员 Silvya Stuchi Maria-Engler 表示：“将模型称为‘人造皮肤’听起来像是合成的，但实际上它是与天然皮肤非常相似的人体组织，非常适合用于生物活性化合物的安全性和有效性测试。” -USP 的临床和毒理学分析部。

经济合作与发展组织 (OECD) 等国际机构制定的质量控制和绩效评估标准被用作验证标准。

“首先是组织形态，应该是活体人体皮肤的代表，表皮分层，分为四层：基底层、棘层、颗粒层和角质层。这意味着体外重建的皮肤具有与天然皮肤相同的功能，这包含针对外部介质的选择性屏障，以防止化学压力源 [污染物和局部应用产品] 和物理压力源 [阳光]，同时还保留水分，”该文章的共同第一作者和博士后研究员 Denisse Esther Mallaupoma Camarena 说在 FCF-USP。

下一步是评估生物打印皮肤作为屏障的性能。与天然皮肤一样，人造皮肤应该能够防止引起刺激的清洁剂渗透。为测试此功能，研究人员将模型暴露于不同浓度的十二烷基硫酸钠 (SDS) 中 18 小时，十二烷基硫酸钠是一种会刺激皮肤的清洁剂。

最后的验证测试需要局部应用分类为刺激物(例如酸)​​或非刺激物(生理溶液)的参考化学品。结果表明，两种体外重建皮肤模型的组织学和细胞结构与国际验证的表皮模型一致。生物打印皮肤的质量与人工重建的皮肤一样好。两者对刺激物的反应都一样好，并且能够区分这些刺激物和非刺激物。

“这些发现证明我们的生物打印皮肤可以用来代替 Draize 测试，Draize 测试是一种将物质直接应用于兔子皮肤的急性毒性测试。除了避免动物测试外，它较少受到人为错误和通过获得的反应的可变性的影响化妆品行业，”该文章的第一作者、博士生 Julia de Toledo Bagatin 说。FCF-USP 的候选人。

“传播部分开发的方法将有助于化妆品行业更多地使用动物试验的替代品，加强我们对这一事业的承诺，”这篇文章的倒数第二位作者兼巴西主要化妆品 Natura 的科学经理朱莉安娜拉戈说。公司。

“学术界完成的基础科学产生了作为该项目基础的知识。企业与大学的合作伙伴关系使我们能够通过生物打印加速将这些知识应用于组织重建项目和自动化，所有这些对我们公司都很重要。 “

更可靠的生物打印机

尽管该研究的主要结果表明，生物打印的皮肤可以用作在实验室中测试刺激性的平台，但研究人员指出，在使用生物打印机时需要谨慎。“他们使用针头或锥形喷嘴通过细胞分散产生模拟组织，并且根据所选择的系统，体外刺激试验中可能会有细胞反应改变，”Maria-Engler 说。

“生物打印现在被用于许多领域，因此非常重要的是要承认所选择的分散系统会导致反应改变，例如增加炎症，从而损害测试的可靠性。”

研究人员计划生物打印更复杂的模型，包括具有代表性的人类皮肤细胞的表皮、真皮和皮下组织。这将使模型更接近现实，并在局部使用产品的安全性和有效性测试中产生更多生物学相关的反应。