类器官与器官芯片技术构建仿生人工皮肤的研究进展
Yuting Huang, Xiaoyan Wu, Yongxin Xu, Nengjie Yang, Peipei Xi, Yunan Wang, Yujuan Zhu, Xiaodong Chen | Burns & Trauma 2024 | DOI: 10.1093/burnst/tkaf029

标签: #综述 #皮肤类器官 #器官芯片 #微流控 #3D生物打印

一、本文综述了什么

• 综述范围：系统梳理了近年来皮肤类器官（Skin Organoids）与皮肤器官芯片（Skin-on-a-chip）在体外仿生建模中的技术演进，覆盖表皮芯片、全层皮肤芯片、血管化灌注模型及毛囊类器官等核心子领域。
• 核心问题：传统2D单层培养与动物模型存在种属差异大、缺乏动态微环境与多层细胞互作等缺陷，导致化妆品功效评价、透皮药筛及皮肤病机制研究面临转化瓶颈。
• 综述结论：微流控动态灌注、3D生物打印与多能/成体干细胞工程的深度融合，正推动人工皮肤从“静态结构堆叠”向“动态功能仿生”跨越。尽管标准化、血管神经整合与规模化仍是产业化难点，但“类器官-芯片”集成平台已成为皮肤再生医学与高通量筛选的核心基础设施。

二、综合比较的核心结论

主题 A：皮肤仿生模型的基础解剖与结构复现

图1：人类皮肤多层解剖结构示意图，展示表皮、真皮、皮下组织及附属器的空间拓扑与细胞组成。

主题 B：表皮芯片（EoC）与神经化/色素化微流控模型

图2：多腔室表皮芯片与神经化表皮芯片设计，展示原位TEER检测、黑色素模拟及感觉神经元共培养的微流控布局。

主题 C：全层皮肤芯片（Full-thickness SoC）与动态共培养

图3：全层皮肤芯片模型构建流程，展示角质形成细胞与成纤维细胞在动态灌注下的三维共培养及组织形态演变。

主题 D：血管化皮肤芯片与灌注微环境调控

图4：微血管化皮肤芯片设计，展示可灌注血管通道构建、内皮细胞铺展及不同微通道几何构型对组织发育的影响。

共识

微流控动态培养、3D生物打印与干细胞来源细胞（iPSC/ASC）的结合，是构建高保真人工皮肤的必由之路；TEER、屏障渗透率与组织学分层是评价模型成熟度的核心指标。

争议

动物源基质（如Matrigel）的批次差异与免疫原性问题尚未完全解决；“类器官自组装”与“芯片工程化控制”孰优孰劣仍在争论；血管化与神经化整合的长期稳定性缺乏统一行业标准。

空白

缺乏高通量、标准化的商业化芯片平台；复杂免疫微环境（如巨噬细胞、朗格汉斯细胞）整合不足；大规模自动化培养与在线监测（如实时代谢物/电生理检测）技术亟待突破——这正是高端仪器切入的窗口期。

📊 原文配图

原文图 5

图5：原文图5：该图展示了论文的关键内容

原文图 6

图6：原文图6：该图展示了论文的关键内容

与我们的产品

参考文献

1. Huang Y, Wu X, Xu Y, et al. Organoids/organs-on-chips towards biomimetic human artificial skin. Burns & Trauma. 2025. DOI: 10.1093/burnst/tkaf029.
2. Sriram G, et al. Dynamic perfusion improves epidermal barrier function in full-thickness skin models. Acta Biomaterialia. 2017. DOI: 10.1016/j.actbio.2017.06.038.
3. Mori N, et al. Vascularized human skin equivalent with perfusable channels for drug absorption studies. Biomaterials. 2016. DOI: 10.1016/j.biomaterials.2016.05.012.
4. Lei M, et al. Mechanochemical regulation of skin organoid self-organization. Cell Stem Cell. 2023. DOI: 10.1016/j.stem.2023.04.012.

转发语：传统动物模型和2D培养越来越难满足化妆品功效评价和皮肤药筛的精准需求，这篇综述把“皮肤类器官+微流控芯片”的技术路线和落地瓶颈讲得很透，做体外模型和屏障测试的同事可以重点关注！

联系人：李东伟
📞 18045130660 🌐 https://www.biokingdom.top

📥 下载原文PDF：点击此处下载原文PDF