Technologia druku 3D skóry daje nadzieję na gojenie się ran i odbudowę włosów

Najnowsze postępy w technologii biodruku 3D utorowały drogę do stworzenia wielowarstwowej żywej skóry ze zdolnością do regeneracji mieszków włosowych.

Naukowcy wykorzystali tkankę tłuszczową i jej struktury podporowe do leczenia urazów u myszy, co stanowi obiecujący znaczący postęp w chirurgii rekonstrukcyjnej i potencjalnych metodach leczenia wypadania włosów u ludzi.

Zespół kierowany przez Ibrahima T. Ozbulata, profesora V Stan Pensylwania Specjalizuje się w naukach inżynierskich, mechanice, inżynierii biomedycznej i neurochirurgii, współpracował międzynarodowym, aby osiągnąć to osiągnięcie.

Innowacje oparte na współpracy: od koncepcji do patentu

Ich pionierska praca, szczegółowo opisana w artykule opublikowanym 1 marca w czasopiśmie Bioactive Materials, zapewniła im patent od Urzędu Patentów i Znaków Towarowych Stanów Zjednoczonych na Biodruk Technologia zastosowana w badaniu.

„Chirurgia rekonstrukcyjna mająca na celu korekcję urazów twarzy lub głowy wynikających z urazu lub choroby jest zwykle niekompletna i prowadzi do blizn lub trwałej utraty włosów” – wyjaśnił profesor Ozbulat.

„Dzięki tej pracy demonstrujemy biodrukowaną skórę pełnej grubości, która może powodować wzrost włosów u myszy. Jest to krok bliżej możliwości zrekonstruowania naturalnie wyglądającej, estetycznej głowy i twarzy u ludzi” – podkreślił.

W przeciwieństwie do poprzednich inicjatyw, które skupiały się na drukowaniu cienkich warstw skóry, zespół Ozbolata dokonał wielkiego przełomu, drukując cały żywy system wielu warstw skóry, w tym warstwy podskórnej – najważniejszej dolnej warstwy odpowiedzialnej za gojenie się ran i wytwarzanie mieszków włosowych.

Możliwość druku śródoperacyjnego, umożliwiającego wydruk tkanki podczas operacji, gwarantuje natychmiastową i bezproblemową naprawę skóry.

We współpracy z Dino J. Ravnickiem, adiunktem chirurgii w Penn State College of Medicine, zespół pozyskał tkankę tłuszczową od pacjentów poddawanych operacjom w Penn State Milton S. Hershey Medical Center.

Z tej tkanki wyekstrahowali macierz pozakomórkową i komórki macierzyste, niezbędne składniki do stworzenia biotuszu – materiału kompatybilnego z biodrukiem.

„Przeprowadziliśmy trzy serie badań na myszach, aby lepiej zrozumieć rolę macierzy tłuszczowej i odkryliśmy, że wspólne dostarczanie macierzy i komórek macierzystych miało kluczowe znaczenie w tworzeniu skóry podskórnej” – zauważył Ozbulat.

„To nie działa skutecznie tylko z komórkami lub tylko z matrycą, musi działać jednocześnie” – powiedział.

Poprzez eksperymenty na myszach naukowcy zaobserwowali powstawanie odrostów – pierwszego etapu wczesnego rozwoju mieszków włosowych – w obrębie zadrukowanej skóry.

Chociaż komórki tłuszczowe nie uczestniczą bezpośrednio w strukturze komórkowej mieszków włosowych, odgrywają kluczową rolę w ich organizacji i utrzymaniu.

Wypełnianie luki między badaniami a praktyką: droga naprzód

Potencjalne zastosowania tej technologii wykraczają poza zamykanie ran i obejmują dermatologię, przeszczepianie włosów oraz chirurgię plastyczną i rekonstrukcyjną.

Ozpolat powiedział, że widzi przyszłość, w której ta technologia, wraz z innymi projektami z jego laboratorium, może prowadzić do bardziej estetycznych wyników w różnych procedurach medycznych.

Te pionierskie badania, wspierane przez Narodowy Instytut Zdrowia oraz Turecką Radę ds. Badań Naukowych i Technologicznych, stanowią ważny krok naprzód w klinicznym zastosowaniu precyzyjnie zrekonstruowanej skóry i obiecują rozwiązanie szeregu wyzwań medycznych związanych z uszkodzeniami skóry i wypadaniem włosów . .

Współautorem tego artykułu jest profesor Ibrahim T. Ozbolat i jego zespół badawczy na Penn State University.