3D 打印的“皮肤”可以使动物化妆品测试过时

很有可能,你或你认识的人使用过在动物身上进行过测试的化妆品。虽然这曾经是一种普遍的做法,但它遭到了动物福利组织的强烈反对,他们认为动物测试是不必要且残忍的。至少有44个国家和12个美国州已经通过了禁止该做法的立法,一些国家还禁止销售经过动物测试的化妆品。与此同时,在动物细胞上进行测试对于确定面霜、凝胶和其他常见产品中的微粒是否会渗入人体皮肤并可能带来健康风险尤其有用。

来自格拉茨技术大学和印度维洛尔理工学院(VIT)的研究人员正在致力于一项他们认为可以成为折衷方案的研究——在不造成痛苦的情况下提供与动物测试相同的可靠性。他们提出的解决方案是:一种由3D打印水凝胶层制成的人工“皮肤”,并用活体人类细胞粘合在一起。尽管仍处于早期开发阶段,研究人员相信这种生物工程解决方案能够足够准确地模仿人类皮肤,未来有一天可以帮助取代动物在化妆品测试实验中的作用。理论上,同样的方法也可以从化妆品测试扩展到药物测试和伤口愈合等应用领域。

gloved hands holding gel-like material
图片:Manisha Sonthalia,维洛尔理工学院

这些研究结果已于上个月末发表在开放获取、同行评审的期刊STAR Protocols上。

构建具有生长空间的体外皮肤 

研究人员最初旨在创造一种能够准确模仿人类皮肤三层结构(表皮、真皮和皮下组织)的皮肤仿制品。生物基系统化学与技术研究所的研究员Karin Stana Kleinschek在一份声明中表示,他们最终选择水凝胶作为人造皮肤的基础,因为它具有高含水量。根据研究人员的说法,这种高浓度水分为整合活体人类细胞创造了最佳条件,使它们能够在更短的时间内更有效地生长和增殖。

一段展示该过程的视频显示,一台3D打印机将一层层水凝胶皮肤替代品涂抹在一个方形表面上。在另一张图片中,水凝胶皮肤“支架”呈网格状排列在一个圆形平台上,看起来像一块切克斯混合饼干。理论上,这些硬币大小的构建体应该能像人类皮肤一样对化妆品和其他外来物质作出反应。

 使用3D打印机将由活体人类细胞粘合的水凝胶层层叠放。

研究人员目前的目标是使他们生物工程材料的有效寿命达到两到三周。一旦达到这一里程碑,这种人造皮肤将被认为足够耐用,可以用于化妆品测试。

这一切对于反对动物测试的人来说无疑是好消息。尽管精确数字难以统计,但倡导反对该做法的“世界动物福利”(Humane World for Animals)组织估计,每年全球约有50万只动物因化妆品测试而遭受痛苦或死亡。倡导者认为,一些最常见的程序,例如将潜在有害化学物质直接涂抹在动物的皮肤和眼睛上,尤其不人道。在大多数情况下,实验动物在实验结束后会被安乐死。但这个问题远不止于化妆品。据估计,仅在美国,每年就有2000万只动物因与药物和医学研究相关的测试而死亡。

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研究人员正在3D打印从肾脏到血管的各种器官 

3D打印与生物工程的交叉点已经对医疗行业产生了影响,并且很可能在未来几年发挥更大的作用。科学家们已经尝试用由真实人类细胞组成的3D打印人体肝脏,以期有一天能解决器官捐献者短缺的问题。有迹象表明,这一愿景正朝着现实迈进。去年,一名韩国妇女在接受了治疗甲状腺癌手术后,成为首位受益于3D打印器官移植的人。最近,哈佛大学的研究人员开发了3D打印的血管,他们表示这可以大大提高制造各种可植入器官的可行性。

 

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Mack DeGeurin

撰稿人

Mack DeGeurin 是一名科技记者,多年来一直致力于研究科技与政治的交汇点。他的作品曾刊登于 Gizmodo、Insider、New York Magazine 和 Vice。


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