Onderzoekers printen randloze huidtransplantaten in 3D voor slachtoffers van brandwonden

Onderzoekers van Columbia University zijn 3D-printen van randloze huidtransplantaten rechtstreeks op de 3D-structuur van het te transplanteren gebied.

De laatste jaren heeft huidtransplantatie een enorme vooruitgang geboekt. Tegenwoordig worden transplantaten vaker gebioprint als levende inkjetprinters, waarbij de eigen cellen van de patiënt worden gebruikt om het groeiproces tot vascularisatie te ondersteunen. Het grootste nadeel van deze bedrukte inlegvellen is dat ze alleen plat gemaakt kunnen worden met open randen. Deze methode “negeert de volledig ingesloten geometrie van de menselijke huid”, zeggen onderzoekers van Columbia University, die een nieuw proces hebben ontwikkeld voor het creëren van huid van elke driedimensionale vorm .

Onderzoekers van Columbia University printen randloze huidtransplantaten in 3D

Het team publiceerde hun werk in een paper met de titel “Designing Edgeless Human Skin with Improved Biomechanical Properties”, gepubliceerd in januari in het tijdschrift Scientific Advances. De wetenschappers leggen uit hoe ze zich voorstelden “de huid als een volledig ingesloten driedimensionaal weefsel dat kan worden gevormd om in de ledemaat van het lichaam te passen en gemakkelijk kan worden getransplanteerd, zoals biologische kleding.”

“Deze 3D-huidconstructies, die kunnen worden getransplanteerd als ‘biologische kleding’, kunnen veel voordelen hebben,”Dr. Hassan Erbil Abachi, hoofdonderzoeker en assistent-professor dermatologie aan Columbia University, zei in een persbericht. “Ze zullen de behoefte aan hechtingen aanzienlijk verminderen, de duur van operaties verkorten en het cosmetische resultaat verbeteren.”

Bovendien hebben deze homogene transplantaten superieure mechanische en functionele prestaties laten zien in vergelijking met hun patchwork-alternatieven. Het team van Columbia University noemde deze grafts edgeless wearable skin constructs (WESC).

direct op de 3D-structuur van het te transplanteren gebied

Het proces van het maken van deze huidprothesen staat niet ver af van de bestaande methoden om een ​​”platte huid” te verkrijgen. De transplantatieplaats wordt eerst gescand met een 3D-laser om een ​​virtuele kopie van de structuur te maken. De gegevens worden vervolgens door computerondersteunde ontwerpsoftware geleid om een ​​hol toepassingsmodel te maken, waarna de assemblage wordt afgedrukt. Dit dient als steun waarop de cellen van de patiënt kunnen groeien. Het is bekleed met dermale fibroblasten en collageen, vervolgens een laag keratinocyten (die de opperhuid vormen) en een laag “voedsel” die de celgroei bevordert. Net als bij “platte huid” duurt het hele proces ongeveer drie weken voordat het klaar is voor transplantatie.

3D Skin Printing door Alberto Pappalardo en Hassan Erbil Abacha / Columbia University, Vagelos College of Physicians and Surgeons

De eerste laboratoriumproeven bij muizen waren veelbelovend. “Het was alsof je muizen korte broeken aantrok”, zegt dr. Abachi. “De hele operatie duurde ongeveer 10 minuten.” Maar wees niet te ongeduldig, de huid van een muis lijkt in niets op de huid van een mens. Ze geneest anders. Daarom zullen verdere studies bij andere dieren nodig zijn voordat proeven bij mensen kunnen beginnen. Dergelijke tests zullen zeker enkele jaren duren.