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可修复皮肤深层伤口的 3D 印表机,或将取代皮肤
2020-03-03 20:00天博APP
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图:Günther et al/University of Toronto

加拿大研究团队发表一款手持式设备,可透过特殊的生物墨水,在烧伤患者的伤口上直接印出人造皮肤。

治疗烧伤

现今,医学界有多种方法来处理严重的烧伤。最常见的方法是皮肤移植,也就是将受损的组织移除,并用身体其他部位取得的健康皮肤取代。但在某些情况下,皮肤移植并非可行的选项。本研究作者之一,多伦多大学(University of Toronto)的艾塞·根特教授(Axel Günther)表示:「当病人的烧伤面积又广又深,而破坏了上层及下层皮肤的情况下,不是总有足够的健康皮肤能拿来使用。」

根特教授补充:「替代的烧伤疗法还包括胶原支架及体外替代(in vitro)皮肤,但它们都有缺点。胶原支架仰赖在伤口周围的组织及细胞来完全康复;而体外替代皮肤可能需要花好几个星期製备,当患者的烫伤面积大时也难以应用。因此,这就是一台能在烧伤伤口上直接印出新皮肤的机器有用之处。」

特殊生物墨水

此设备可将特殊的生物墨水条直接层积在伤口上,藉此减少移植皮肤的需求。这种生物墨水包含具有凝血功能的纤维蛋白(fibrin)以及间质基质细胞(mesenchymal stromal cells),可以协助身体的免疫系统,并且促进新细胞的生长。

根特教授表示:「若要将此设备拿什幺来做类比的话,那就是胶带座,只是现在不是一捲胶带,而是一台能挤出组织胶带的微设备。」

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实验结果

研究团队在烧伤的猪只上测试了这种设备,结果非常令人满意。研究人员马克·杰西克教授(Marc Jeschke)表示:「整体而言,我们的设备是设计用来应付不平整,且方向不是水平而是倾斜的伤口表面。而我们发现这台设备成功在伤口上均匀、安全且可靠地积层皮肤片。此外这些皮肤片移动相当少,稳定留在伤口上。最重要的是,我们的结果显示用间质基质细胞治疗的伤口痊癒非常好,在发炎、伤疤及感染的方面,都比没治疗的伤口或以胶原骨架治疗的伤口更少。」

根特教授也说到:「我们对于这个测试的结果非常满意。除了很棒的治疗结果之外,我们也展示出这项设备提供了一个使用者友善的方法,来安全传递细胞及生物材料。我们虽然还需要进一步的研究,但是研究结果相当令人期待。未来,该设备的潜在临床应用可以广泛延伸至深广烧伤。」

研究团队将该设备的最终试验结果发表于《生物製造》(Biofabrication)期刊,让这台机器朝实际使用于广泛烧伤患者的目标更进一步。

参考资料:

  1. Houser, K., (2020, February 4). Handheld Device “Prints” New Skin Directly onto Wounds. Futurism
  2. Davies, S., (2020, February 4). New handheld bioprinter holds promise for treating serious burns. IOP Publishing
  3. Cheng, R. Y. et al., (2020, February 4). Handheld instrument for wound-conformal delivery of skin precursor sheets improves healing in full-thickness burns. Biofabrication. doi.org/10.1088/1758-5090/ab6413

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