Können wir Wunden heilen, indem wir Haut drucken?
Dank eines neu entwickelten mobilen Haut-Bioprinting-Systems kann es möglich sein, Hautschichten zur Behandlung chronischer Wunden oder Verbrennungen zu drucken.
Bildnachweis: WFIRM
Wissenschaftler des Wake Forest Instituts für Regenerative Medizin (WFIRM) in Winston-Salem, NC, haben einen Bioprinter entwickelt, der die Hautzellen einer Person verwendet, um Schichten neuer Haut zu erzeugen und diese direkt auf die Wunde aufzutragen.
Ein neues Papier, das jetzt im Journal erscheint Wissenschaftliche Berichte, beschreibt die Entwicklung dieser neuen Technologie.
Das Verfahren umfasst die Entnahme wichtiger Hautzellen, die als dermale Fibroblasten und epidermale Keratinozyten bezeichnet werden, aus einer Biopsie des normalen Hautgewebes einer Person.
Die Wissenschaftler erweiterten die Zellen und mischten sie zu einem Hydrogel. Anschließend platzieren sie sie in dem Bioprinter, der die Wunde der Person scannt, die Daten in die Software einspeist und dem Gerät mitteilt, wo die gedruckten Hautschichten platziert werden sollen.
Das resultierende Material wird eindeutig gedruckt, um genau den Bereichen in der Wunde einer Person zu entsprechen, in denen es benötigt wird, ohne dass ein Spender-Hauttransplantat erforderlich ist.
Diese Technik kann die natürliche Funktion der Haut nachbilden und die natürliche Hautbildung beschleunigen, was bedeutet, dass die Heilung weniger Zeit in Anspruch nehmen kann und weniger Risiken birgt.
„Der einzigartige Aspekt dieser Technologie ist die Mobilität des Systems und die Fähigkeit, umfangreiche Wunden vor Ort durch Scannen und Messen zu verwalten, um die Zellen direkt dort abzulegen, wo sie für die Hautbildung benötigt werden.“
Hauptautor der Studie Sean Murphy, Ph.D.
Chronische Wunden sind schwer zu behandeln
Je nach Schweregrad und Größe dauert die Heilung einer Wunde normalerweise bis zu 4 bis 6 Wochen. Wenn es jedoch nicht innerhalb dieses Zeitraums heilt, betrachten Ärzte es als chronische Wunde. Viele Faktoren können eine chronische Wunde verursachen, einschließlich Diabetes und schlechter Ernährung.
Es gibt viele Möglichkeiten, wie Gesundheitsdienstleister versuchen, eine chronische Wunde zu heilen. Der Wundverband ist ein wichtiger Bestandteil der Wundversorgung und -heilung, die sich jedoch in Preis und Wirksamkeit unterscheiden.
Hauttransplantationen sind eine weitere Option sowohl für chronische Wunden als auch für Verbrennungen, die eine große Oberfläche des Gewebes umfassen. Hauttransplantate können entweder aus einem anderen Bereich des Körpers der Person stammen, der als autologe Quelle bezeichnet wird, oder in Form von Hautersatz.
Bioprinted Hautschichten könnten die nächste Revolution in der Wundheilung sein. Dr. James Yoo, Ph.D., der das Forschungsteam leitete, erklärt, dass bioprinted Hautschichten Menschen helfen, ihren Heilungsprozess viel früher zu beginnen.
Er erwähnt auch, dass andere Methoden zur Behandlung und zum Schließen von Wunden nicht wirklich dazu beitragen, Haut zu schaffen, wie dies bei dieser Methode der Fall wäre.
Die Forscher stellen fest, dass Hauttransplantationen häufig sind, aber mehrere Nachteile haben können. Beispielsweise können autologe Transplantate aufgrund eines Mangels an gesundem Gewebe eingeschränkt sein. Spender-Hauttransplantate können auch das Risiko einer Abstoßung des Gewebes bergen.
Der neue Bioprinter hilft, diese Risiken zu verringern, da er die Hautbildung von der Wundmitte nach außen unterstützt, was nur geschieht, wenn die eigenen Zellen einer Person bei ihrer Entstehung verwendet werden.
"Kein signifikanter Unterschied"
Die Ergebnisse sind ermutigend, aber unsere interne Forschungsredakteurin Yella Hewings-Martin, Ph.D., sagte:
„Der Bioprinter hat erfolgreich Zellen an die Oberfläche der Wunde abgegeben. Es gab jedoch keinen signifikanten Unterschied darin, wie schnell die Wunden heilten, als die Autoren ihr Gerät mit Zellen verglichen, die in einem Spray aufgetragen wurden, eine Methode, die viele Kliniken bereits anwenden. “
Sie fuhr fort: "Es gab einige Hinweise darauf, dass die Hautoberfläche schneller heilte, aber es bleibt abzuwarten, welchen Nutzen ein Bioprinter gegenüber der vorhandenen Technologie bringen kann."
Während die Forscher gezeigt haben, wie diese Methode an Demomodellen funktioniert, besteht der nächste Schritt darin, klinische Studien am Menschen zu planen.
Es gibt keinen Zeitrahmen dafür, wann diese Technologie den Weg zum Krankenbett einer Person finden und Teil der Standard-Wundheilungsbehandlung sein könnte. Es ist jedoch ein vielversprechender Start für eine Methode, die die Herangehensweise von Gesundheitsdienstleistern an die Wundversorgung in Zukunft ändern könnte.
