皮肤工厂

2016年1月29日文章 

自动化生产人体皮肤

皮肤不仅是人体最大的器官,而且极为微妙脆弱。这一器官平均只有几毫米厚。如今,这是首个可以人工生产的器官,数年前甚至已经实现完全自动化。

所谓的“组织工程”指的是人体组织的培养,主要在皮肤领域。到目前为止,在严重事故或烧伤后用于移植,或者在化妆品和制药业用于耐受性测试的人造皮肤只能以人工方式生产,且极其昂贵。以这种方式,每个月所生产的平方厘米大小的皮肤组织通常不超过2000片。在斯图加特弗劳恩霍夫制造技术与自动化研究所生物生产实验室BioPoLis的“人体皮肤工厂”中,每个月可以生产多达5,000片拇指大小的皮肤模型。

快速生产

这一概念听起来很简单,但制造流程却十分复杂。一个人类皮肤样本将被拆离,并从中提取单独皮肤细胞。所分离的细胞将在特殊细胞培养瓶中接种,并于培养箱中在37°C下繁殖。增殖细胞可以与凝胶基质结合,构成三维多层结构。在仅仅三个星期后,人造皮肤便可大幅度生长,并能够用于安全测试。

自动化生产人体皮肤

无缝自动化

用于生产人造皮肤的设备是生物生产的一个旗舰项目——生物和自动化技术的共生。其中对连续的过程链尤为关注。超过100个费斯托组件安装在这一设备中。其范围从气源处理到传感器、汽缸、电动轴,以及伺服和步进马达,直到快速切换阀门。借助这些组件可以旋拧管道,自动开闭锁门,支撑细胞培养板的盖板,监测压缩空气和移动其他组件,例如针或模腔。

未来个性化医疗

不仅皮肤是一种测试系统常用的器官。该技术在未来几年将得到进一步发展,并由此自动生产其他组织,如人类眼睛的角膜。在未来,这种技术旨在生产用户定义模型,以例如更为有效地治疗肿瘤。如果对于人工生产具有血液供应系统的耐用组织的研究进一步发展,甚至可以自动化生产内源性移植器官。