Комбинированная 3D-биопечать устраняет повреждения кожи и костей за одну процедуру

Биотехнологии изображение

Исследователи протестировали новый метод биопечати на крысах, который может восстанавливать повреждения как кожи, так и костей.

Исследователи из Университета штата Пенсильвания разработали метод лечения травм путем одновременной 3D-печати твердых и мягких тканей с использованием двух разных «биочувствительных линз». В тестах на крысах команда  смогла за несколько минут заделать дыры в черепах и коже грызунов.

Об этом сообщает Государственный университет Пенсильвании. Исследование было опубликовано в журнале Advanced Functional Materials.

После операции на головном мозге исправление точки входа может стать проблемой. Для отверстия в черепе нужен новый кусок кости, взятый либо из другого места на теле пациента, либо от умершего донора. Кожу над ней тоже нужно восстановить.

Технология 3D-печати может помочь. В последние годы ученые экспериментировали с «биопечатью» живых клеток, создавая такие разнообразные ткани, как кожа, органы и кости, но травмы, проникающие в разные типы тканей, могут быть сложными.

В новом исследовании команда Penn State решила это исправить.

«Не существует хирургического метода одновременного восстановления мягких и твердых тканей. Вот почему мы стремились продемонстрировать технологию, с помощью которой мы можем реконструировать весь дефект — от кости до эпидермиса — сразу», — говорит Ибрагим Озболат, автор исследования.

Для этого требуются чернила с очень разной консистенцией и, как таковые, два разных метода биопечати. Твердая ткань была напечатана методом экструзии, в то время как мягкая ткань была нанесена на основе капель.

Чернила для твердых тканей, разработанные командой, состоят из коллагена, хитозана, нано-гидроксиапатита и некоторых других соединений, но, что наиболее важно, мезенхимальных стволовых клеток — тех, которые дифференцируются в кости, хрящи и жир костного мозга. Чернила выдавливаются при комнатной температуре, но вскоре нагреваются до температуры тела. Чернила для мягких тканей печатаются слоями, чередуя коллаген и фибриноген, а также соединения, которые усиливают сшивание и рост.

В ходе первоначальных лабораторных испытаний исследователи заделали дыры только в каждом типе ткани. После того, как они освоили их по отдельности, они попытались использовать оба метода в рамках одной хирургической процедуры, заживляя дыры в кости и коже на головах живых крыс. Между костью и кожей команда разместила
барьерный слой, который предотвращал миграцию клеток кожи в кость.

«Биопринтеру потребовалось менее пяти минут, чтобы сформировать костный слой и мягкие ткани», — говорит Озболат.

Команда провела этот процесс более 50 раз и обнаружила, что раны мягких тканей зажили на 100% в течение четырех недель. В ходе самостоятельных испытаний костная ткань восстановилась, чтобы покрыть около 80% площади дефекта в течение шести недель, но в сочетании с печатью на мягких тканях она смогла покрыть только 50% за шесть недель.

Команда говорит, что добавление васкуляризирующих соединений будет иметь решающее значение для улучшения кровотока к кости и ускорения заживления. Следующими шагами также будет проверка метода на более крупных животных.

Ранее Курсор писал, что ученые придумали новый метод регенерации кожи. Новый метод, который разработали ученые, помогает улучшить восстановление функциональной кожи после повреждений.

Курсор сообщал, что ученые создали уникальный экзоскелет для пожарников. Ученые придумали экзоскелет для пожарников, который облегчает нагрузку на 50%.

Читайте последние новости Израиля и мира на канале Курсора в Telegram.

Автор материала:
Таня Нати
ТЭГИ:
comments powered by HyperComments