Die WFIRM-Ingenieure haben einen Bioprinter erfunden, der die Haut direkt auf eine Wunde druckt

Nahaufnahme einer Düse für einen Hautbioprinter, entwickelt am Wake Forest Institute of Regenerative Medicine

Obwohl das Erscheinungsbild des dreidimensionalen Drucks normalerweise als Revolution in der Industrie angesehen wird, hat es auch die Medizin revolutioniert. Um große Wunden zu heilen, für die normalerweise Hauttransplantationen erforderlich sind, haben Ingenieure des Wake Forest Institute für Regenerative Medizin (WFIRM) einen neuen Bioprinter entwickelt, mit dem zwei Schichten der eigenen Haut des Patienten direkt auf die Wunde gedruckt werden können.

Der dreidimensionale Hautdruck befindet sich seit mehreren Jahren in der Entwicklung. 2014 wurde ein Prototyp einer Maschine vorgestellt, mit der große menschliche Hautstücke bedruckt und anschließend geschnitten und auf eine Wunde geklebt werden konnten. Im Laufe der Jahre hat sich die Technologie zu technologisch fortschrittlicheren Maschinen und letztendlich zu einem tragbaren Gerät entwickelt , das als Bandspender fungiert.

Das neue Auto sieht aus wie etwas dazwischen. Es ist viel mehr als ein tragbares Gerät, aber dennoch in einem Krankenhaus tragbar. Das Gerät kann ins Bett gebracht werden, und der Patient liegt während der Arbeit unter den Düsen des Druckers.

Wie bei früheren Geräten verwendet der neue Drucker "Tinte", die aus den eigenen Zellen des Patienten besteht, um das Risiko einer Immunreaktion zu minimieren. Zunächst wird eine kleine Biopsie gesunder Haut durchgeführt und zwei Arten von Hautzellen werden daraus extrahiert: Fibroblasten , Zellen, die zum Aufbau der Hautstruktur beitragen, und Keratinozyten , die die Hauptzellen in der äußersten Hautschicht sind.

Große Mengen dieser Zellen werden aus einer Biopsieprobe gezüchtet und dann mit einem Hydrogel gemischt, um Biodruckertinte zu erhalten. Und so unterscheidet es sich von früheren Bioprintern - anstatt nur neue Haut auf die Wunde aufzutragen, verwendet das Gerät zunächst einen dreidimensionalen Laserscanner, um ein Bild der Wundtopologie zu erstellen. Mit diesem Bild füllt das Gerät dann die tiefsten Stellen mit Fibroblasten und trägt dann Keratinozyten auf.

Diese Technik ahmt die natürliche Struktur der Haut nach und lässt die Verletzung schneller heilen. Die Gruppe zeigte, wie es bei Mäusen und Schweinen funktioniert, und beobachtete, wie sich von der Wundmitte aus neue Haut nach außen zu bilden begann.

"Wenn Sie die eigenen Zellen des Patienten verwenden, tragen diese aktiv zur Wundheilung bei und beschleunigen den Heilungsprozess erheblich", sagt James Yu, Mitautor des Artikels. "Während es andere Arten von Wundheilungstechnologien gibt, sind sie normalerweise nicht direkt an der Hautregeneration beteiligt."

Ingenieure haben klinische Studien am Menschen geplant. Am Ende kann das neue Gerät zur Behandlung von Verbrennungen, Patienten mit diabetischen Geschwüren und anderen großen Wunden eingesetzt werden.

Wissenschaftliche Berichte
Wake Forest School of Medicine