Ручной 3D-принтер для печати кожного покрова

Исследователи из Университета Торонто разработали портативный 3D-принтер, который формирует ткань на месте травмы и устанавливает ее в ране в течение двух минут. Конструированием необычного инструмента занимался аспирант Навид Хакими под руководством доцента факультета прикладных наук и техники Акселя Гюнтера. Разработчиков консультировал доктор Марк Йешке, заведующий ожоговым центром больницы Sunnybrook и профессор кафедры клинической иммунологии Торонтского университета. Устройство весит менее одного килограмма и требует лишь минимального обучения.

В настоящее время для лечения обширных и глубоких ранений используется пересадка внешнего и части среднего слоя кожного покрова. Проблема заключается в том, что чем больше площадь раны, тем сложнее найти донорскую кожу, а искусственно выращенные аналоги пока еще не применяются в клинических условиях. Но революционная технология, как пишут ученые в своей работе, поможет спасти жизни людей, получивших ожоги значительной площади тела. Обычно в таких случаях применяют трансплантацию – здоровую донорскую кожу пересаживают на пораженные участки. Однако, естественно, для такой процедуры требуется достаточное количество донорского материала, что не всегда доступно. Поэтому на часть раны пересаживают донорскую ткань и здесь заживление идет быстрее, а оставшаяся часть пораженного участка тела, для которой не хватило кожи, заживает значительно хуже. Разработчики уверены, что новый инструмент позволит преодолеть ограничения традиционной трансплантации.

Принтер достаточно компактный, чтобы брать его одной рукой и свободно работать с ним, в считанные минуты создавая искусственный кожный покров, который можно приживлять на место ран – в первую очередь ожогов.  Важная особенность: эта кожа поможет даже при глубоких поражениях, где повреждены все три слоя кожного покрова – эпидермис, дерма и подкожно-жировая клетчатка (гиподерма). Для обращения с устройством не нужно особых навыков, а готовый трансплантационный материал не требует инкубации.  Принтер крайне портативный и обещает возможность адаптироваться к специфике каждого пациента и характеристике раны. 

Компактная разработка ученых из Канады весит менее килограмма, напоминает маркировочный пистолет, быстро печатает ткани для пересадки, используя в качестве «чернил» полностью биосовместимые материалы (биочернила, которые содержат живые клетки) на основе коллагена – белка, составляющего значительную часть дермы. На внутреннюю поверхность печатаемой искусственной кожи, которая накладывается на рану, наносится фибрин – белок, участвующий в заживлении ран.

Устройство не требует образца эпидермиса пациента, так как для формирования слоёв ткани канадскими специалистами используются так называемые «биочернила». Данный материал попадает на кожу в виде полосок, похожих лейкопластырь, но отличающихся от него вязкостью из-за присутствия в составе альгиновой кислоты. 

В своем научном докладе канадские ученые отмечают:

«Мы представляем ручной принтер для печатания кожи, который позволяет на месте формировать листы биоматериала и кожной ткани различных гомогенных и архитектурных композиций. При ручном расположении над поверхностью мишени компактный инструмент, весом менее 800 г, конформно осаждает лист биоматериала или ткани из микрожидкостного картриджа. Последовательное формирование листа достигается путем согласования скоростей потока, при которых биоинк и сшивающий раствор доставляются, со скоростью, с которой пара роликов активно перемещает картридж вдоль поверхности. 

Мы демонстрируем совместимость с дермальными и эпидермальными клетками, встроенными в ионно-сшиваемые биоматериалы (например, альгинат), и ферментативно сшиваемые белки (например, фибрин), а также их смеси с коллагеном типа I и гиалуроновой кислотой. При быстром сшивании получаем биоматериалы и покрытые клетками кожи листы одинаковой толщины, ширины и состава»

Ученые намереваются продолжить исследования с целью создания персонализированных биоматериалов и увеличения эффективной обрабатываемой площади, хотя дата начала клинических испытаний пока не определена. Полный опубликованный доклад научной разработки можно изучить в журнале Lab on a Chip .

__________________________
Читайте нас в телеграм 
https://t.me/granitnauky


Больше на Granite of science

Подпишитесь, чтобы получать последние записи по электронной почте.

Добавить комментарий

Больше на Granite of science

Оформите подписку, чтобы продолжить чтение и получить доступ к полному архиву.

Читать дальше