利用各種生物醫學技術重建新器官或組織的組織工程是非常可取的。利用生物醫學技術，這一領域已分化為兩種關鍵方法。第一種是利用支架和細胞提供保護屏障，并在嚴重損傷后支持皮膚再生。第二種方法是結合人工智能、軟機器人和可穿戴技術來模仿皮膚的功能。然而，如何將上述兩種方法結合起來，既能實現傷口快速愈合，又能重現皮膚的功能特性，是一個亟待解決的問題。除此之外，如何在溫和的條件下精確控制支架微觀結構和維持支架生物活性仍是目前的主要挑戰。近日，南京捷納思新材料有限公司研發了一種新型的微流控低溫直寫3D打印靜電氣噴多功能紡絲機，可以在常溫下實現打印并且能夠對微尺度結構進行精確控制，為多功能耦合的人造皮膚的構筑帶來新的策略。
基于此新型設備的先進性，南京工業大學化工學院、材料化學工程國家重點實驗室陳蘇教授團隊，首次采用微流控3D生物打印技術（MRBP）構筑由聚氨酯和生物活性玻璃（PU-BG）組成的先進生物醫學/電子雙功能人造皮膚。
值得注意的是，MRBP耦合微流控和3D生物打印技術的優勢，不僅可以精確控制微結構和形態，而且制備工藝溫和，具有形狀逼真、通用性強、包膜細胞活力高的優點。通過結合生物醫學皮膚和電子皮膚（e-skin）的特點，使得該人造皮膚不僅具有優異的生物相容性、抗菌性能和機械強度，而且還能促進傷口愈合過程，包括凝血、成纖維細胞活性、血管生成、膠原沉積和組織再生。更重要的是，結合電子皮膚的優點，該人造皮膚具有天然皮膚的感覺功能，具有優異的靈敏度（5.87 kPa-1），寬檢測范圍（0-150 kPa），并在100 kPa壓力下具有0.1%的高壓分辨率。這一進展為臨床傷口治療的智能、功能集成人造皮膚的設計提供了新的視角，為醫療電子應用開辟了新的途徑。該研究成果于近日發表在被國際重要刊物《Bioactive Materials》上。“Advanced biomedical and electronic dual-function skin patch created through microfluidic-regulated 3D bioprinting”。南京工業大學博士研究生董婷為第一作者。南京工業大學陳蘇為通訊作者。
該課題得到了國家自然科學基金重點項目、國家重點研發計劃、國家青年自然基金、江蘇省高校優勢學科建設工程、材料化學工程國家重點實驗室等基金的資助和支持。
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