真皮缺损的修复是临床治疗的难点和组织工程学研究的重点，现有真皮替代物在结构、血管化速度等方面尚不能完全满足临床需要。团队从有20余年临床应用经验的猪脱细胞真皮基质入手，开发了各具特色、优势互补的创面修复系列产品。重点有可订制化ECM基3D打印墨水、3D打印真皮支架 (Printed dermal ****ogues, PDA)两大类。

其中，ECM基3D打印墨水的原料丰富，不同于提纯的胶原蛋白，其结构、成分具仿生性，免疫特性与人皮肤最为接近，在温度调控下可快速由流动状态转为固态，其性能满足快速（生物）增材制备需要。目前，团队已对该墨水进行活性升级，可搭载细胞、生长因子及外泌体等活性元件。

PDA在微米级打印结构的基础上，保留了真皮基质的主要成分和亚微米级拓扑结构，性能稳定，可控性好，规模化生产成本相对较低，产业化潜能大。利用自体断层皮片移植大鼠模型验证其能有效抑制(Inguinal split- thickness skin grafts, IS)移植后的挛缩，提高创面修复效果，上调损伤局部抑炎基因如 Wnt11,Fgf16 和 ATF3 的表达，刺激巨噬细胞(Macrophages, Mφs)向 M2 型分化，下调促纤维化基因的表达，抑制创面过度纤维化。

上述两种产品除在医疗领域应用之外，还具有美容（体外检测用皮肤替代物）、细胞治疗（作为载体）及软组织再生（整形填充体等）领域延伸应用价值。

1 具广泛应用价值的基础材料

胶原及其水解物能提高组织细胞的贮水能力，对皮肤有很好的保湿和营养作用，能促进皮肤的创面修复。因此市场中销售的面膜、眼霜、护肤霜等化妆品中很多都含有胶原成分。胶原蛋白亦被证实可以降低血甘油三酯和胆固醇水平、协助体内铝的排出、减少其在体内的蓄积并降低铝对人体的危害。可被制成适合糖尿病、肾病患者食用的高蛋白优质保健食品。胶原也是细胞生长的支架材料，具 有促进细胞黏附和诱导细胞生长分化的作用，被广泛用于组织工程学研究。

统计数据显示，我国生产胶原类产品的企业有数百家，整体胶原市场达1000亿元。随着“健康中国”战略的规划与实施，我国健康产业呈井喷式爆发增长专业机构预测,未来 5 年中国将是全球最大的胶原蛋白市场。本项目组研发的猪源性ECM微粉及温敏性ECM基打印墨水的主要成分是胶原。以其为核心，通过技术升级与创新运用，实施多元化发展战略，可形成涵盖食品、护肤品、医疗用品、保健品、药品、生物材料等的产品集群。作为日化和研究用产品，猪源性ECM 微粉及温敏性ECM基打印墨水更容易通过审核批准上市, 可早日实现其商业价值。

2 扩展产品的非移植性应用——体外测试模型 出于动物保护的目的，欧美国家在尽量避免使用动物进行皮肤用药品或化妆品的检测。组织工程皮肤不仅可被用来研究表皮形成、干细胞特性维持、创面愈合、光或化学损伤等生物病理学过程，还可被用于制作不同皮肤疾病模型(如白 癜风、黑色素瘤等)、检测药物和化妆品的皮肤渗透性及养护作用。近年来，L’ Oreal、CellSysyems Biotechnologie GmbH 等公司在药物、化妆品、化合物的皮 肤测试模型中投入巨大，研发了一系列包括多层表皮(代表产品:EpidermFT)、 表皮真皮复合物(代表产品:Advanced skin test 2000)等在内的组织工程皮 肤筛选模型。而化学公司巴斯夫更是在 2015 年与生物打印公司 Poietis 签署了 一份大额协议，内容涉及用于化妆品测试的 3D 打印皮肤。与临床产品相较，测试用的组织工程皮肤安全性要求相对较低，价格便宜，生产技术要求较低。本项 目所研发的 PDA可作为体外测试模型元件用于此类产品的开发，空间很大。

3 直接数字制造的皮肤创面高质量修复产品

损伤至真皮的皮肤缺损如直径大于3cm就需要专业的临床治疗。真皮支架是为了补充真皮缺损，为细胞增生、合成分泌、细胞外基质相对有序的排列提供平台而研发的。虽然市场上已有 Alloderm ®、Integra®及 Dermagraft®等真皮替代 物，但在中国市场上销售的只有一款日本的产品。虽然已有大量的临床研究证实了该合成真皮的治疗效果，但因进口产品价格的问题，推广应用受到限制。

统计资料显示，我国每年由于烧伤、溃疡等导致皮肤缺损患者有 975 万多人， 其中需进行皮肤移植的患者在 320 万人以上。我国每年烧烫伤人数超过 650 万， 有约 20 万人需大面积使用皮肤替代材料。专家和业内人士预测，全球组织工程产品需求量价值7000亿美金。本项目组所研发的PDA是首款以天然材料为基础的，成分、结构、活性均具仿生性的3D打印真皮支架，有实现创面精准修复的潜力。所涉猪源性 ECM 微粉原料供应充足，生产、储存难度不高，解决 了传统产品性能不稳定、原料(纯化胶原/合成材料)仿生性欠佳、货架期短的 问题，具有较好的市场及应用前景。该产品的成功研发，将使我国在彻底废除死 刑犯器官捐献来源(2015 年 4 月)之后仍能获得与同种异体真皮类似的替代物， 保持我国在大面积烧伤救治、瘢痕治疗方面的国际领先地位，社会意义重大。