再生醫(yī)學(xué)專(zhuān)家CTIBiotech與制藥公司Gattefossé:研發(fā)世界首個(gè)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(zhuān)家CTIBiotech與制藥公司Gattefossé合作開(kāi)發(fā)了3D生物打印皮膚芯片，該芯片能夠針對(duì)患者的皮膚疾病建模。


△Gattefossé 和 CTIBiotech 的 3D 生物打印皮膚診斷平臺(tái)。圖片來(lái)自 CTIBiotech。

那么這些芯片是如何工作的呢？簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是，通過(guò)評(píng)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(duì)患者的皮膚疾病進(jìn)行非侵入性建模。使用此實(shí)驗(yàn)室研發(fā)的芯片，可以獲得實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)和人類(lèi)研究之間更直接的聯(lián)系，并開(kāi)發(fā)更有效的治療。

CTIBiotech 總裁兼 CSO Colin McGuckin 教授解釋說(shuō)“長(zhǎng)期以來(lái)，我們的營(yíng)養(yǎng)師都使用生物阻抗來(lái)了解身體成分。我們開(kāi)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(cè)變化。以這種方式進(jìn)行皮膚診斷，可以更快地進(jìn)行人體測(cè)試。”


△Colin McGuckin

CTIBiotech的生物打印技術(shù)
CTIBiotech專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)先進(jìn)的藥物篩選工具。該公司過(guò)去一直專(zhuān)注于 3D 生物打印癌癥模型，可用于確定對(duì)特定患者最有效的治療方法，但近年來(lái)它也擴(kuò)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(kāi)發(fā)了3D 生物打印結(jié)腸癌模型。它們共同研發(fā)了一個(gè)平臺(tái)，該平臺(tái)能夠生產(chǎn)具有成本效益和可重復(fù)性的人類(lèi)結(jié)腸癌疾病模型，具有化療篩查的潛力。

在護(hù)膚方面，CTIBiotech 還與巴斯夫的Care Creations 部門(mén)合作進(jìn)行3D生物打印皮膚腺體研究。在NYSCC 化妝品大會(huì)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(xì)胞中的皮脂腺分泌的蠟狀保護(hù)性物質(zhì)，成功地進(jìn)行了體外生產(chǎn)調(diào)節(jié)。


針對(duì)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(dāng)談到維持我們的皮膚屏障時(shí)，皮脂細(xì)胞分泌并沉積在角質(zhì)層（表皮的最外層）中的分子被認(rèn)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(méi)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(diǎn)，CTIBiotech 和 Gattefossé 表示需要更多的預(yù)測(cè)性測(cè)試，將實(shí)驗(yàn)室測(cè)試與人類(lèi)聯(lián)系起來(lái)，否則將缺乏相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步評(píng)估。

通過(guò)合作，兩家公司試圖通過(guò)創(chuàng)建基于“生物阻抗”的 3D 生物打印模型來(lái)建立這種實(shí)驗(yàn)室-人類(lèi)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(biāo)，通過(guò)查看患者身上的電流，計(jì)算阻抗（電阻），并評(píng)估他們是否需要相應(yīng)地改變生活方式。

通過(guò)上述原理也可以評(píng)估 3D 皮膚模型中電活動(dòng)的變化，Gattefossé 和 CTIBiotech 現(xiàn)在已經(jīng)解鎖了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)皮脂產(chǎn)生的能力。根據(jù) Gattefossé 研究經(jīng)理 Nicolas Bechetoille 博士的說(shuō)法，由此產(chǎn)生的關(guān)于細(xì)胞、基質(zhì)和組織發(fā)育的實(shí)驗(yàn)室讀數(shù)使他們的模型成為一種獨(dú)特的非侵入性診斷工具。

Bechetoille 補(bǔ)充道：“包含皮脂腺細(xì)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(diǎn)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(dāng)參數(shù)，并且可以實(shí)時(shí)測(cè)量，從而設(shè)計(jì)出更具預(yù)測(cè)性和更有效的測(cè)試。 這里描述的 3D 模型與一個(gè)簡(jiǎn)單的芯片系統(tǒng)相連，可以準(zhǔn)確地反映皮膚模型中的變化，就像活體捐贈(zèng)者一樣?！?br />

△T&R Biofab 的 3D 生物打印技術(shù)用于創(chuàng)建皮膚模型。圖片來(lái)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(dòng)皮膚病診斷工具開(kāi)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(cè)試新的自身免疫和皮膚病藥物的計(jì)劃。

●在韓國(guó)，浦項(xiàng)科技大學(xué)(POSTECH) 和釜山國(guó)立大學(xué)也開(kāi)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(dòng)物試驗(yàn)創(chuàng)造未來(lái)的替代品。