作为女神。也许你们有这样或者那样的烦恼，但大家都不喜欢疤痕呆在自己的身上，随着岁月的积淀，陪你长长久久的一路走来变老。别急，想甩掉疤痕，我认为3D打印技术完全可以解决这个烦恼，从此告别一身顽固疤痕。
皮肤损伤是常见的外科创伤形式之一，然而其修复过程往往是不完美修复。对大多数个体来说，皮肤修复仅能恢复皮肤的完整性，比如植皮技术，而皮肤附属器常不能得到再生。由于汗腺、毛囊、皮脂腺等皮肤附属器不仅在皮肤稳态的维持中起着十分重要的作用，还对人体的皮肤功能以及外形美观产生重大影响。因此，在皮肤创伤修复过程中如何同时诱导汗腺、毛囊等皮肤附属器的再生是外科领域所关注的重点问题之一。
虽然汗腺和毛囊的单独再生已经在相关领域得到了重大突破，但是在体外却不能获得毛囊和汗腺同时诱导再生的良好方法。这主要是因为在同一细胞培养体系中，汗腺和毛囊的诱导往往是互相影响的，因此在皮肤附属器的再生过程中，必然存在不同附属器再生的先后顺序。学过生物的同学都知道，皮肤真表皮和皮肤附属器再生能力存在差异。这种再生能力的差异，不仅是由于细胞增殖分化的能力的差异，还由于再生的先后顺序。而真皮和表皮的再生能力强于皮肤附属器的再生能力，因此绝大多数的皮肤损伤修复在皮肤附属器还未发生再生时，真表皮的修复就已完成。目前技术制备的组织工程皮肤距理想的永久性皮肤替代物有一定差距，尚不能在组织工程皮肤中同时构建出皮肤的附属器结构，如皮脂腺、汗腺等，以及真表皮修复的同步进行。
别担心，通过生物3D打印技术构建组织工程皮肤已成为现实。通过生物3D打印技术，细胞与水凝胶被同时置于打印机喷头中，由计算机控制含细胞液滴的沉积位置,在指定位置逐点打印，打印完一层继续打印另一层，层层叠加形成三维多细胞/凝胶体系，自组装形成组织或器官。目前虽然已经制备了一些3D打印的皮肤材料，但仍未能在皮肤材料中构建出完整的血管和毛囊等附属器官。
中国人民解放军总医院近期提出了良性方案通过构建含皮肤附属器的生物3D打印皮肤微单元模型的方法解决现有的问题。3D生物打印机有两个打印头，一个放置最多达8万个人体细胞，被称为“生物墨水”；另一个可打印“生物纸”。生物纸的主要成分是水凝胶，可用作细胞生长的支架，同时水凝胶可以抗菌防止感染。
包括下述步骤：
1 )制备含有汗腺组织的种子细胞的生物3D打印胶块，将毛囊、皮脂腺悬滴种植于所述生物3D打印凝胶块上；
2)在生物3D打印胶块上使用诱导培养基进行诱导培养；其中，所述诱导培养基包括汗腺诱导培养基、毛囊诱导培养基以及皮脂腺诱导培养基；
3）诱导培养后，在凝胶表面加入表皮干细胞，进行气液平面培养，形成生物3D打印皮肤微单元。
该方法是传统组织工程皮肤的改进，其与传统组织工程皮肤相比，皮肤微单元包含真表皮和皮肤附属器。在生理条件下皮肤组织的修复也是以单独的皮肤残存的真表皮生长点为起点进行修复；皮肤微单元正是利用了这种修复模式，从而实现皮肤损伤的完美修复。此外，皮肤微单元的形态结构与组成与人体皮肤类似，可用于创伤后皮肤疤痕修复过程中皮肤附属器缺失的再生治疗、促进皮肤附属器再生的药物研究以及皮肤附属器再生医学的分子机制研究。
如果体外3D打印修复您还觉得没意思那么我们说一下直接在皮肤表面进行3D打印。术中直接3D生物打印技术可以通过快速获取受损部位的信息，在活体上进行生物打印修复受损组织器官，是一种高效的生物打印策略。对于需要进行组织切除、创伤重建或骨折修复的患者，术中进行受损部位的扫描和生物打印对于提高修复的准确性和效率具有很大的潜力。
一、从体外生物打印到术中打印
在过去的十年中，生物打印技术取得了长足的进步，并在不同组织工程领域得到应用，如组织再生、血管形成、药物筛选和疾病建模等。然而，大多数生物打印工作是在体外进行，需要在体内进一步验证。虽然直接打印入人体仍十分困难，但科研人员已做出了一些尝试。 术中打印，也称为原位打印或体内生物打印，是指在手术中对活体进行生物打印的技术，包括缺损部位成像、数据处理、工艺路径规划和生物打印等在整个手术过程中的有序进行。组织替代物的术中打印得益于其可以在解剖学上准确地重现复杂组织的异质性。尽管术中打印尚未临床化，但在生物打印技术的快速发展以及不同领域研究人员的共同努力下，该领域正在稳步地发展。
术中打印有诸多优势。
首先，基于水凝胶或细胞聚集体的组织替代物由于其富水特性，初始机械性能通常较弱，使得其在手术操作过程中容易被破坏甚至解体。相反，借助逆向工程方法实现植入体的实时设计，术中打印可以最大限度地降低缺损修复中的污染、结构体崩解和手动干预带来的风险。更重要的是，术中打印可以应对临床上由于清创或组织切除而产生的具有不规则平面的组织缺损。相比之下，体外生物打印通常假设工作表面平整，与临床情况不符。
此外，由于术中打印修复的结构被天然组织包裹，内源性细胞通过生物化学与物理方式的诱导，可以迁移到打印的结构中，并分化成具有靶组织特异性的谱系。另外，与手动注射生物材料进入缺损部位相比，术中打印可以精确地沉积细胞、基因或细胞因子，实现局部结构的精确控制与解剖学仿生。对于异质细胞形成的组织及区域分层排列的细胞外基质，术中打印具备精确重构多层结构的能力，这是使用手动方式难以实现的。最后，水凝胶的形状变形（例如皮肤再生过程中胶原蛋白的收缩）也是生物打印结构在体外成熟过程中面临的问题。此外，细胞在体外培养过程中会重塑基质，并最终改变甚至破坏预先设计的形态。因此，术中打印的优势也体现在体内整合过程中再生组织可能占据由于打印结构收缩产生的空隙，并调节基质的重塑。
二、术中打印的最新进展
尽管术中打印的概念在2007年就首次被提出，但由于在活体上进行生物打印难以实现，后续较少有相关的研究报道。相对于植入预先制备的结构体，术中打印对生物墨水的制备、生物打印设备、灭菌和手术操作提出了更高的要求。到目前为止。目前，由于皮肤的易接触性与强大的再生能力，术中打印最成功的案例大多与皮肤修复相关。
三、结语
术中打印已在组织再生的应用皮肤中展示出了其潜力。然而，复合组织包含软、硬组织以及之间的界面组织，其再生修复有赖于具有快速稳定的交联性能的生物墨水以及先进生物打印技术的开发。从长远来看，术中打印的自动化不仅是打印流程的简单集成，同时也需要大量临床案例来优化生物打印的策略。尽管面临诸多问题，组织修复再生领域将产生巨大作用。
相信3D打印生物技术的发展可以在不远的将来让广大女神切身享受到一大波福利。
