實驗室培育的3D皮膚移植可以像”生物服裝”一樣被運用
雖然生物工程皮膚對燒傷患者有很大的希望,但迄今為止,這種材料只能以平板形式生產。然而,現在,科學家們已經設計出了一種將其培育成3D形式的方法,這意味著它可以像一件衣服一樣滑到身體上。
儘管平坦的生物工程皮膚在移植到相對光滑、無特徵的身體部位時可能效果不錯,但對於更複雜的部位,如手,它們的效果並不好。在這種情況下,通常必須將多張皮膚縫合在一起,以適應所有的角落和縫隙–這是一個費力和耗時的過程。
在哈桑-埃爾比-阿巴奇(Hasan Erbil Abaci)助理教授的領導下,哥倫比亞大學的一個團隊開始開發一種更具包容性的替代品。他們創建的系統首先對需要移植的身體部位進行了3D掃描。該掃描用於3D打印該部位的中空、可滲透、真人大小的模型。
接下來,模型的外部被植入皮膚成纖維細胞(產生皮膚的結締組織)、膠原蛋白(提供皮膚的結構)和角質細胞(構成皮膚的外層)。模型的內部被灌注了生長介質,滋養了位於外部的細胞。
一旦這些細胞長成了實際的皮膚,皮膚就會從模型中被取出來,成為一塊三維的皮膚,拉到實際的身體部位,並縫合到位。以這種方式生長皮膚需要大約三週的時間,這與生長傳統平板皮膚的時間差不多。
在迄今為止進行的實驗室測試中,由人類皮膚細胞製成的3D移植物被成功應用於小鼠的後腿。手術本身只花了大約10分鐘,移植物在四周內就完全融入了周圍的小鼠皮膚。此外,一體式移植物被發現比由多個縫合片製成的移植物在機械上更強大。
毋庸置疑,在進行人體試驗之前,還需要進行更多的研究。儘管如此,人們希望病人最終能夠接受這種由他們自己的細胞生長的移植物。該技術甚至有可能為面部移植提供一個更好的替代方案,目前面部移植利用的是從屍體上獲取的面部組織。
可以作為’生物衣服’移植的三維皮膚構造將有許多優點,他們將極大地減少縫合的需要,減少手術的時間,並改善審美效果。這項研究在最近發表於《科學進展》雜誌的一篇論文中進行了描述。