所謂的「組織工程」是指人體組織的培養,主要是在皮膚領域。迄今為止,用於嚴重事故或燒傷後移植或化妝品,製藥產業相容性測試的人造皮膚只能手工生產,而且難度極大。因此,每個月生產的平方公分大小的皮膚組織通常不超過 2,000 塊。斯圖加特 Fraunhofer IPA 的 BioPoLiS 生物生產實驗室中的「人類皮膚工廠」目前每月可生產多達 5,000 個拇指指甲大小的皮膚模型。

快速生產

這一概念聽起來很簡單,但是製造過程卻很複雜。將人體皮膚樣本切成小塊,然後擷取單一皮膚細胞。將分離的細胞播種在特殊的細胞培養瓶中,並在 37°C 的培養箱中繁殖數天。增殖細胞可與凝膠基質結合形成立體多層結構。僅需三週,人造皮膚便可大幅生長,用於進行安全測試。

無縫自動化

用於生產人造皮膚的設備是生物生產的一個旗艦項目—生物與自動化技術的共生。其中對連續的過程鏈尤為關注。 工廠中安裝了 100 多個 Festo 組件。其範圍從氣源處理到感測器、氣缸和電缸,以及伺服和步進馬達,再到快速切換閥。藉由這些組件可以旋擰管道,自動開閉鎖門,支撐細胞培養板的蓋板,監測壓縮空氣和移動其他組件,例如針或模腔。

未來的個人化醫學

不僅皮膚是測試系統常用的的器官。這項技術有望在未來幾年得到進一步發展,可以實現其他組織如人眼角膜的自動化生產。在未來,這種技術能夠生產使用者定義模型,以便更有效治療腫瘤。如果對於人工生產具有血液供應系統的耐用組織的研究進一步發展,甚至可以自動化生產內源性移植器官。