脂肪組織不僅是身體的“能量倉庫”，它還扮演著內分泌器官的角色，釋放多種分子來調節包括皮膚在內的受損組織的修復。如今，科學家們正在嘗試透過工程化改造脂肪組織，來再生受損的器官。而3D生物列印技術的出現，為這一領域帶來了革命性的突破。然而，現有的生物製造方法難以複製脂肪組織的天然結構和緻密的脂滴，這限制了其在治療中的應用。
近日，一項發表在 Advanced Functional Materials 上的研究為我們帶來了新的希望。來自韓國釜山國立大學等機構的科學家們開發了一種新型脂肪組織生物製造方法，利用一種混合生物墨水（hybrid bioink），成功解決了這一難題。
這種混合生物墨水由1%的脂肪衍生的脫細胞細胞外基質和0.5%的海藻酸鹽組成。它的獨特之處在於，能夠限制前體脂肪細胞（preadipocytes）的遷移，同時促進其分化為成熟的脂肪細胞。研究的主要作者Kim博士解釋道：“在標準培養條件下，前體脂肪細胞更傾向於增殖和遷移，這會阻礙脂滴的形成，而脂滴對脂肪組織的功能至關重要。我們的混合生物墨水能夠維持脂肪組織的生理特性，確保其正常功能。”
此外，研究人員還發現，直徑小於等於600微米的生物列印脂肪組織能夠確保足夠的營養和氧氣供應，而間距小於等於1000微米的列印結構則透過旁分泌訊號促進了脂肪的形成。最佳化後的3D生物列印脂肪組織在體外實驗中，能夠快速促進皮膚細胞的遷移，這得益於其對細胞遷移相關蛋白（如MMP2、COL1A1、KRT5和ITGB1）表達水平的調節。
為了驗證這種生物列印脂肪組織在體內的效果，研究人員將其與真皮模組結合，植入到皮膚受損的小鼠體內。結果令人振奮：這種組織不僅成功組裝，還透過誘導再上皮化、組織重塑和血管形成，顯著促進了小鼠的傷口癒合。同時，它還調節了皮膚細胞分化相關蛋白的表達，進一步證明了其在皮膚再生中的潛力。
這項研究不僅展示了3D生物列印技術在精準醫學和再生醫療中的巨大潛力，還為未來的醫學創新鋪平了道路。隨著3D生物列印技術的商業化，醫院和研究機構可能會越來越多地採用個體化的生物列印系統，為患者提供定製化的治療方案。
研究團隊表示，這種新方法在治療糖尿病足潰瘍、壓瘡和燒傷等慢性傷口方面具有特別的應用價值。儘管目前的脂肪移植手術存在存活率低和逐漸吸收等問題，但這種混合生物墨水能夠增強脂肪組織的內分泌功能和細胞活力，從而克服這些限制。
參考文獻：
Jae-Seong Lee, Minjun Ahn, Byoung Soo Kim. 3D Bioprinting‐Assisted Tissue Assembly of Endocrine Adipose Units for Enhanced Skin Regeneration, Advanced Functional Materials (2025). DOI:10.1002/adfm.202419680
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