再生医学专家CTIBiotech与制药公司Gattefossé:研发世界首个3D打印生物阻抗芯片

2022年10月3日，南极熊获悉，再生医学专家CTIBiotech与制药公司Gattefossé合作开发了3D生物打印皮肤芯片，该芯片能够针对患者的皮肤疾病建模。


△Gattefossé 和 CTIBiotech 的 3D 生物打印皮肤诊断平台。图片来自 CTIBiotech。

那么这些芯片是如何工作的呢？简单来说就是，通过评估组织的皮脂水平，即人体组织中有助于皮肤屏障发挥作用的油性物质，对患者的皮肤疾病进行非侵入性建模。使用此实验室研发的芯片，可以获得实验室数据和人类研究之间更直接的联系，并开发更有效的治疗。

CTIBiotech 总裁兼 CSO Colin McGuckin 教授解释说“长期以来，我们的营养师都使用生物阻抗来了解身体成分。我们开发了3D生物打印皮肤芯片，这是一种集成了生物阻抗的芯片，用于监测变化。以这种方式进行皮肤诊断，可以更快地进行人体测试。”


△Colin McGuckin

CTIBiotech的生物打印技术
CTIBiotech专门开发先进的药物筛选工具。该公司过去一直专注于 3D 生物打印癌症模型，可用于确定对特定患者最有效的治疗方法，但近年来它也扩展到组织诊断。  CTIBiotech 曾与CELLINK合作研究新的 3D 生物打印癌症疗法。

在 2021 年 11 月，该公司与普罗夫迪夫医科大学和保加利亚的 UMHAT-Eurohospital一起开发了3D 生物打印结肠癌模型。它们共同研发了一个平台，该平台能够生产具有成本效益和可重复性的人类结肠癌疾病模型，具有化疗筛查的潜力。

在护肤方面，CTIBiotech 还与巴斯夫的Care Creations 部门合作进行3D生物打印皮肤腺体研究。在NYSCC 化妆品大会上公布的公司研究的初步结果表明，皮脂是一种由大多数皮肤细胞中的皮脂腺分泌的蜡状保护性物质，成功地进行了体外生产调节。


针对患者特定的皮肤建模  
皮脂本质上是脂质的复杂混合物，脂质是构成人体组成部分的多功能分子。当谈到维持我们的皮肤屏障时，皮脂细胞分泌并沉积在角质层（表皮的最外层）中的分子被认为是至关重要的。因此，破坏皮脂生成与痤疮或特应性皮炎的发展以及油性或干性皮肤状况密切相关。

虽然科学家们了解这种分子在体内的作用，但他们还没有找到患者的皮脂破坏和皮肤病之间的关系。为了研究这一点，CTIBiotech 和 Gattefossé 表示需要更多的预测性测试，将实验室测试与人类联系起来，否则将缺乏相关数据进行进一步评估。

通过合作，两家公司试图通过创建基于“生物阻抗”的 3D 生物打印模型来建立这种实验室-人类数据链接。该分析方法广泛用作衡量健康、身体成分和饮食的指标，通过查看患者身上的电流，计算阻抗（电阻），并评估他们是否需要相应地改变生活方式。

通过上述原理也可以评估 3D 皮肤模型中电活动的变化，Gattefossé 和 CTIBiotech 现在已经解锁了实时监测皮脂产生的能力。根据 Gattefossé 研究经理 Nicolas Bechetoille 博士的说法，由此产生的关于细胞、基质和组织发育的实验室读数使他们的模型成为一种独特的非侵入性诊断工具。

Bechetoille 补充道：“包含皮脂腺细胞的全层皮肤模型具有可重复的产油量，并且显着的特点是生物阻抗发生了变化，因此，与皮脂产生相关的生物阻抗被证明是一种体外非侵入性的适当参数，并且可以实时测量，从而设计出更具预测性和更有效的测试。 这里描述的 3D 模型与一个简单的芯片系统相连，可以准确地反映皮肤模型中的变化，就像活体捐赠者一样。”


△T&R Biofab 的 3D 生物打印技术用于创建皮肤模型。图片来自 T&R Biofab。

用 3D 打印治疗皮肤病
●CTIBiotech 现在是众多寻求利用该技术推动皮肤病诊断工具开发的3D生物打印公司和研究小组之一。早在 2020 年，T&R Biofab和HK inno.N 就公布了在3D 生物打印人体皮肤模型上测试新的自身免疫和皮肤病药物的计划。

●在韩国，浦项科技大学(POSTECH) 和釜山国立大学也开发了3D 打印糖尿病皮肤病模型。利用这些组织，这些公司旨在确定各种糖尿病药物的功效，并为医疗和化妆品行业的动物试验创造未来的替代品。