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科学家发明新型生物打印机 能在伤口上“打印”新皮肤

2019-03-07 08:21

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想象一下:有一天,一个装满病人自身细胞的生物打印机可以被推到床边,开始愈合过程,一层一层地打印皮肤,从而治疗大的伤口或烧伤。

那一天已经不远了。

维克森林再生医学研究所(WFIRM)的科学家们发明了这样一种可移动的皮肤生物打印系统——这是此类系统中的首例——可以将双层皮肤直接打印到伤口上。

”这种技术的独特的方面是系统的灵活性和能够对大面积伤口进行现场管理的能力,它可以扫描和测量伤口,以便将细胞直接打印到需要它们创造皮肤的地方。”一位WFIRM的助理教授、博士Sean Murphy说,他是本月发表在自然科学杂志上的这篇论文的主要作者。

影响数百万美国人的慢性、大型或无法愈合的伤口,如糖尿病褥疮,治疗过程尤其昂贵,因为它们往往需要多种治疗手段。

据估计,在常规战争中,军事人员烧伤的人数占战斗伤亡人数的10%至30%。

主要的皮肤细胞——真皮成纤维细胞和表皮角质形成细胞——很容易从未损伤组织的小活组织检查中分离出来并扩散。

成纤维细胞是一种合成细胞外基质和胶原的细胞,在伤口愈合中起着关键作用,而角质形成细胞是皮肤最外层表皮的主要细胞。

细胞被混合成水凝胶并放入生物打印机。

这种集成成像技术包括一种扫描伤口的设备,将数据输入软件,告诉打印头需要在伤口的哪里一层层打印细胞。

这样做可以复制并加速正常皮肤结构和功能的形成。

研究人员通过将皮肤直接打印到临床前模型上,证明了该系统的概念。

下一步是进行人体临床试验。

目前,用于治疗伤口和烧伤的皮肤移植是“黄金标准”技术,但伤口的充分覆盖往往是一项挑战,尤其是在可供采集的健康皮肤可用性有限的情况下。

来自捐赠者的皮肤移植是一种选择,但有可能引起免疫排斥和瘢痕形成。

使用WFIRM 生物打印系统,研究人员可以看到从伤口中心向外形成的新皮肤,这只有在使用患者自己的细胞时才会发生,因为自身的组织会被接受,而不会发生排斥。

WFIRM主任、医学博士Anthony Atala说:“这项技术有可能消除对痛苦的皮肤移植的需求,这种移植会导致大面积伤口或烧伤患者的进一步毁容。”

他是这篇论文的作者之一。

“移动生物打印机可以提供大面积伤口的现场管理,这将有助于加快医疗服务的提供速度,并降低患者的医疗成本。”

“如果你输送病人自己的细胞,它们确实能够通过预先组织更快地启动愈合过程,积极促进伤口愈合,”医学博士James Yoo说,他领导了这个研究小组,并与人合著了这篇论文。

“虽然有其他类型的伤口愈合产品可用来治疗伤口并帮助伤口愈合,但这些产品实际上并不直接促进皮肤的生成。”

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