手持3D皮肤打印机展示大面积严重烧伤的加速愈合

作者: Liz Do

来源: University of Toronto Faculty of Applied Science & Engineering

多伦多大学和桑尼布鲁克医院的研究团队开发了一种手持3D皮肤打印机,能够通过沉积生物墨水加速大面积烧伤伤口的愈合。该设备使用间充质基质细胞(MSCs)作为生物墨水,促进皮肤再生并减少疤痕。团队在全层伤口上的成功体内试验表明,这种打印机可能在未来五年内改变烧伤和创伤护理的实践。

研究人员开发了一种皮肤打印机,其工作原理类似于涂漆滚筒,通过沉积生物墨水加速伤口愈合。这种新型手持3D打印机可以铺设皮肤片来覆盖大面积烧伤伤口,其“生物墨水”能够加速愈合过程。该设备由多伦多大学工程学院和桑尼布鲁克医院的研究团队开发,通过条状方式覆盖伤口,使用均匀的生物材料。滚筒分配的生物墨水由间充质基质细胞(MSCs)组成,这些干细胞根据环境分化为特定的细胞类型。

在这种情况下,MSCs材料促进皮肤再生并减少疤痕。该项目由博士生Richard Cheng领导,在Axel Guenther教授的监督下,并与桑尼布鲁克医院Ross Tilley烧伤中心主任Marc Jeschke博士及其团队紧密合作。他们在全层伤口上的成功体内试验报告发表在《生物制造》杂志上。该论文是团队向前迈出的重要一步,他们在2018年首次展示了皮肤打印机的原型。

该设备被认为是同类设备中第一个现场形成组织的设备,能够在两分钟或更短时间内沉积并固定。Guenther表示:“之前,我们证明了可以将细胞沉积在烧伤上,但没有证据表明有任何伤口愈合的好处——现在我们已经证明了这一点。”目前治疗烧伤的方法是自体皮肤移植,需要将身体其他部位的健康皮肤移植到伤口上。但对于大面积全身烧伤来说,这是一个更大的挑战。

全层烧伤的特点是破坏了皮肤的最外层和最内层;这些烧伤通常覆盖了身体的大部分。Jeschke说:“对于大面积烧伤,你没有足够的健康皮肤可用,这可能导致患者死亡。”自2018年以来,打印机已经经历了10次重新设计,因为团队正在朝着他们设想的外科医生在手术室中使用的设计迈进。当前的原型包括一个一次性微流体打印头以确保无菌,以及一个跟随打印头轨迹的软轮,允许更好地控制更宽的伤口。

Cheng表示,他们最终希望“进一步减少疤痕,除了帮助伤口愈合。我们未来的主要重点将是在体内方面。”Jeschke认为,手持皮肤打印机可能会在未来五年内出现在临床环境中。“一旦在手术室中使用,我认为这种打印机将在挽救生命方面成为游戏规则的改变者。有了这样的设备,它可能会彻底改变我们实践烧伤和创伤护理的方式。”

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