欧莱雅是一家生产化妆品和染发剂的国际巨头,据国外媒体报道, 欧莱雅公司每年都会将成千上万份人类皮肤样本送入其位于法国里昂的实验室,但这对于他们来说似乎还是不够。现在,他们要准备制造皮肤了!如果能在实验室内创造出人类皮肤,这样的话,他们就可以不依靠人类或动物来测试自己的产品了。目前,欧莱雅将与Organovo生物技术公司合作,使用生物3D打印技术制造人体组织,这种组织可以复制人体皮肤的机能。也就是说,欧莱雅要使用3D生物打印机,在培养皿中“吐出”几块人类皮肤出来。在未来的五年里, 欧莱雅希望加速其护肤品的生产以及技术实力提升。
虽然这听上去有些吓人,但是能够快速、便捷地制造出皮肤还是非常有用的,而开发这套流水作业线的正是Organovo生物打印公司。在这家位于圣迭戈的公司帮助下,欧莱雅不仅可以进行更加准确的皮肤测试,还可以进行医疗应用,特别是烧伤护理。
治疗烧伤的传统方法是从健康皮肤上取下一块,然后移植到身体的烧伤部位。这种处理方式只适用于小面积烧伤,一旦遭遇大面积烧伤则无能为力。来自维克森林大学的研究人员使用了一种治疗方法进行试验,他们使用很少量的健康皮肤细胞放在受伤皮肤上面,让他们有机生长,并覆盖掉伤口。而3D生物打印皮肤则能更加快速地制作出皮肤,因此Organovo可以成功地复制人类表皮的细胞结构。
欧莱雅将使用Organovo公司的NovoGen生物打印平台打印皮肤组织。这个过程包括识别关键架构和组成元素,有针对性的组织和创建特殊配方的生物墨水(bio-ink)和多细胞构建模块。该组织的建立基于垂直层面。类似的皮肤打印技术曾被认为是一种加快面部损伤愈合的途径。
利用3D打印技术制造的单个皮肤样本面积为0.5平方厘米, 厚度为1毫米, 其形成需要大约一个星期。欧莱雅希望Organovo公司的技术可以帮助自己提升研发的精度和速度。欧莱雅的实验室每年预计能够生产大约五平方米的皮肤。
欧莱雅当前的皮肤研究技术包括分解皮肤组织细胞, 通过特殊的元素培养这些细胞,并让这些细胞在一个模拟的人体环境中生长。原始细胞来自整形手术病人的捐赠。公司每年会获得超过10万个皮肤样本, 一半用于欧莱雅的化妆品研究,另一半卖给制药公司和竞争对手。
在法国里昂,欧莱雅公司拥有一个规模很大的实验室,来生产这种名叫Episkin的皮肤(已申请专利)。通过手术患者的捐赠,他们已经开始孵化皮肤细胞了。在暴露在空气和紫外线外面之前,这些细胞在一个胶原质培养皿中成长,模拟老化所带来的影响。Organovo是生物打印人类器官组织领域里的先驱,最著名的就是他们曾经3D打印过人类肝脏系统。
欧莱雅公司和Organovo从双方的合作中受益:欧莱雅获得了Organovo公司的专业知识,以及快速制作人类皮肤的技术,而Organovo公司则获得了欧莱雅公司的资金支持,也可以了解欧莱雅公司对于人类皮肤的全面知识。事实上,该公司已经被欧莱雅收购,而他们仅用于研发的资金投入就已经超过了10亿美元。
目前,欧莱雅使用表皮样本来测试人类皮肤对其化妆品内成分的反应,虽然无法做到百分百符合,但是他们希望做到尽可能接近。如果欧莱雅可以对其皮肤样本的分子成分进行快速迭代,那么就能针对不同的皮肤表型生成更加准确的测试结果,显然,他们的产品(比如防晒霜和精华素)会收到更好的效果。
实际上,欧莱雅已经开始将Episkin皮肤销售给其他化妆品和药理公司了。他们没有披露具体的产品市场价格,根据彭博社在2011年的报道,大约半厘米款的样本皮肤单个售价为55欧元,约合78美元。不过,根据欧莱雅内部科技孵化器主管Guive Balooch透露,他们的生物打印技术主要用于研究目的。
Balooch之所以会选择Organovo公司,是因为他见过该公司研发的人们肝脏模型。不过,这两家公司仍然需要为皮肤样本制定一个严密的规划,而对于表皮生物打印过程,似乎与肝脏模型有些类似。根据Organovo公司副总裁Michael Renard透露,这个过程需要三个步骤。一旦科学家从不同公司收集到人类细胞,他们就会使用一项专利技术,将这些细胞转化成为可以注入到生物打印机内的“生物-墨水”,接下来的工作,就和我们平时看到的3D打印机操作一模一样了。
“概念上来看,3D生物打印皮肤,和3D打印机在XYZ轴上打印建筑的理念是一样的,” Renard说道,他用3D打印机常用的CAD设计举例,“我们只是碰巧使用了活的人类细胞,精确度也因此更高。”而在最后一步,细胞结构将会注入营养成分,并且在一个温度控制的环境内保存,继而可以快速成长为一块皮肤组织。
事实上,这一领域内仍然存在很多未知,比如Organovo公司何时启动量产,还有相对于目前欧莱雅公司的皮肤培育方法,他们的3D打印皮肤速度究竟会快多少。不过,Renard认为,Organovo公司已经可以在“商业化规模”下生产3D打印皮肤了,虽然这种回应略显模糊,但是你不得不承认,罗马不是一天建成的,这种人类皮肤的快速生产,也不可能一夜间就能实现。
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