燒傷病人有救了？哥倫比亞大學(xué)3D打印無(wú)縫移植皮膚

2023-02-06 05:56:00來(lái)源：中關(guān)村在線  


【資料圖】

移植皮膚的科學(xué)已經(jīng)有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，不再是把皮膚從病人身體的某個(gè)部位刮下來(lái)，然后再拍在別的地方，以覆蓋討厭的燒傷或受傷的情況。如今，移植物通常像活的噴墨打印機(jī)一樣，使用病人的培養(yǎng)細(xì)胞作為生長(zhǎng)過(guò)程的種子，直到血管化。這些打印移植物的主要缺點(diǎn)是，它們只能被制作成具有開放邊緣的平板。哥倫比亞大學(xué)的一個(gè)研究小組認(rèn)為，這種方法 "無(wú)視人類皮膚的完全封閉的幾何形狀"。相反，他們已經(jīng)設(shè)計(jì)出一種新穎的方法，可以生產(chǎn)出他們需要的幾乎任何復(fù)雜的三維形狀的皮膚--從耳朵和手肘到整個(gè)手掌，就像一副水牛比爾的手套一樣。

阿爾貝托-帕帕拉多和哈桑-埃爾比勒-阿巴奇/哥倫比亞大學(xué)瓦格洛斯內(nèi)科和外科醫(yī)生學(xué)院該團(tuán)隊(duì)在1月的《科學(xué)進(jìn)展》雜志上發(fā)表了他們的研究結(jié)果："具有增強(qiáng)生物力學(xué)特性的無(wú)棱角人體皮膚工程"。他們解釋了他們是如何設(shè)計(jì)的，"皮膚是一個(gè)完全封閉的三維組織，可以按照身體部位進(jìn)行塑形，并作為生物衣服進(jìn)行無(wú)縫移植"。

"首席研究員、哥倫比亞大學(xué)皮膚學(xué)助理教授Hasan Erbil Abaci博士在最近的一份新聞稿中說(shuō)："可以作為"生物衣服"移植的三維皮膚構(gòu)造將有許多優(yōu)點(diǎn)。"它們將極大地減少縫合的需要，減少手術(shù)的時(shí)間，并改善審美效果"。

更重要的是，這些均勻的移植物在機(jī)械上和功能上都顯示出比其拼湊的替代品更優(yōu)越的性能。哥倫比亞大學(xué)的團(tuán)隊(duì)將這種移植物稱為 "可穿戴無(wú)邊緣皮膚構(gòu)造"（WESCs）。好吧，但你能吃它們嗎？

制作這些皮膚假體的過(guò)程與現(xiàn)有的技術(shù)相差不大，因?yàn)楝F(xiàn)有的技術(shù)會(huì)產(chǎn)生扁平的皮膚板。移植部位首先用三維激光器進(jìn)行掃描，以創(chuàng)建結(jié)構(gòu)的數(shù)字模型。這些數(shù)據(jù)通過(guò)CAD程序生成一個(gè)附屬物的空心線框，然后打印出來(lái)。這將作為支架，病人的培養(yǎng)細(xì)胞將在上面生長(zhǎng)。它表面涂有皮膚成纖維細(xì)胞和膠原蛋白，然后由外層的角質(zhì)細(xì)胞（構(gòu)成表皮）和生長(zhǎng)介質(zhì)覆蓋，以便在細(xì)胞成熟時(shí)為其提供營(yíng)養(yǎng)。與制作平板一樣，整個(gè)過(guò)程需要大約三周的時(shí)間讓細(xì)胞完全定型并準(zhǔn)備好進(jìn)行移植。

用小鼠模型進(jìn)行的初步實(shí)驗(yàn)室測(cè)試令人鼓舞。"這就像給小鼠穿上一條短褲，"Abaci說(shuō)。"整個(gè)手術(shù)花了大約10分鐘"。不要太興奮，小鼠皮膚不是人的皮膚。它的愈合方式不同，在我們開始在人類身上嘗試之前，還需要進(jìn)行額外的動(dòng)物研究。這樣的測(cè)試可能還需要幾年時(shí)間。

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