3D生物打印機使用患者自己的皮膚細胞修復傷口
雖然3D打印機的出現通常被認為是製造業的一次革命,但它也可以為醫學界帶來巨大的好處。為了幫助修復通常需要皮膚移植的大傷口,維克森林再生醫學研究所(WFIRM)的研究人員開發了一種新的3D生物打印機,可以使用患者自己的皮膚細胞修復傷口。
3D打印皮膚的想法幾年前就已經出現。2014年,一台原型機揭開面紗,可以打印出大片人體皮膚,然後將其切割成一個大小並移植到患者身上。多年來,這項技術發展成為更加詳細的機器,並最終成為一種手持設備,其工作方式類似於皮膚“膠帶切斷機”。
新機器看起來像是介於後兩者之間。它比手持設備大得多,但它在醫院環境中仍然相對便攜。機器可以被推到床邊,在其工作時患者需在打印機噴嘴下面。
與早期的設備一樣,新打印機使用由患者自己的細胞組成的“墨水”,以最大限度地降低排斥風險。首先進行健康皮膚的小活檢,從中可以分離出兩種類型的皮膚細胞:幫助建立結構以癒合傷口的細胞——成纖維細胞以及皮膚最外層的主要細胞角質形成細胞。
新機器首先使用3D激光掃描儀來構建傷口拓撲圖,而不僅僅是在傷口上應用新皮膚。使用該圖像,然後該裝置用成纖維細胞填充最深部分,然後在頂部分層角質形成細胞。該技術模仿皮膚細胞的自然結構,使傷口癒合得更快。該團隊通過在小鼠身上進行測試,觀察到新的皮膚開始從傷口中心向外形成。值得注意的是,它僅在使用患者自己的細胞製作“墨水”時起作用- 在其他實驗中,組織被身體排斥。
“如果你使用患者自己的細胞,它們會通過預先組織來更快地開始癒合過程,從而積極地促進傷口癒合,”該論文的共同作者James Yoo表示。“雖然還有其他類型的傷口癒合產品可用於治療傷口並幫助它們閉合,但這些產品實際上並不能直接促進皮膚的產生。”
研究人員表示,接下來的步驟涉及在人體中進行臨床試驗。最終,新設備可用於治療燒傷患者,糖尿病潰瘍患者和其他難以自行治癒的大傷口。
該研究發表在《科學報告》雜誌上。