Forscher am Rensselaer Polytechnic Institute haben eine Möglichkeit entwickelt, 3-D-drucken, lebendige Haut, komplett mit Blutgefäßen. Die Weiterentwicklung, veröffentlicht heute online in Tissue Engineering Part A, ist ein bedeutender Schritt in Richtung der Schaffung grafts, die sind eher wie die Haut unseren Körper zu produzieren natürlich.
„Jetzt, was auch immer verfügbar ist als klinischer Produkt ist eher wie ein schickes Band-Aid“, sagte Pankaj Karande, ein außerordentlicher professor der chemischen und biologischen Verfahrenstechnik und Mitglied des Zentrums für Biotechnologie und Interdisziplinäre Studien (CBIS), wer führte diese Forschung in Rensselaer. „Es gibt einige, beschleunigt die Wundheilung, aber irgendwann fällt es nur ab; es ist nie wirklich integriert die host-Zellen.“
Ein wesentliches Hindernis für die integration wurde das fehlen einer funktionierenden Blutgefäßsystem in der Haut-Transplantate.
Karande hat sich dieser Herausforderung seit einigen Jahren, zuvor publishing eine der ersten arbeiten, die zeigen, dass Forscher konnten zwei Arten von lebenden menschlichen Zellen, machen Sie in „bio-Tinten“, und drucken Sie Sie in eine Haut-wie Struktur. Seitdem haben er und sein team arbeiten mit Forschern von der Yale School of Medicine zu übernehmen Gefäßsystem.
In diesem Papier zeigen die Forscher, dass, wenn Sie hinzufügen von Schlüssel-Elemente—einschließlich der menschlichen endothelialen Zellen, die an der Innenseite der Blutgefäße, und die menschliche pericyte-Zellen, die wrap-around der Endothelzellen—mit tierischem Kollagen und anderen strukturellen Zellen typischerweise in einer Haut-Transplantat, die Zellen beginnen zu kommunizieren und bilden eine biologisch relevante vaskuläre Struktur innerhalb der Spanne von ein paar Wochen. Sie können beobachten, Karande erklären diese Entwicklung hier.
„Als Ingenieure arbeiten, um neu Biologie haben wir uns immer geschätzt und wurde sich der Tatsache bewusst, dass die Biologie ist weitaus komplexer als die einfachen Systeme, die wir im Labor“, Karande sagte. „Wir waren angenehm überrascht zu finden, dass, sobald wir anfangen, die an die Komplexität der Biologie übernimmt und beginnt, immer näher und näher zu dem, was in der Natur existiert.“
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Sobald das Yale-team gepfropft es auf eine spezielle Art von Maus, die Gefäße, die Haut gedruckt von der Rensselaer team begann zu kommunizieren und verbinden mit der Maus den eigenen Schiffen.
„Das ist extrem wichtig, weil wir wissen, dass es eigentlich eine übertragung von Blut und Nährstoffen zu dem Transplantat die halten das Transplantat am Leben,“ Karande sagte.
Um diese geeignet sind, auf einer klinischen Ebene, Forscher müssen in der Lage sein zu Bearbeiten, die Spender-Zellen mit so etwas wie die CRISPR-Technologie, so dass die Schiffe integrieren können und akzeptiert werden, durch den Körper des Patienten.
„Wir sind noch nicht zu diesem Schritt, aber wir sind einen Schritt näher,“ Karande sagte.
„Diese signifikante Entwicklung unterstreicht das große Potenzial von 3-D bioprinting in der Präzisions-Medizin, wo die Lösungen können individuell an spezifische Situationen und schließlich Einzelpersonen,“ sagte Deepak Vashishth, der Direktor CBIS. „Das ist ein perfektes Beispiel dafür, wie Ingenieure in Rensselaer sind der Lösung von Herausforderungen im Zusammenhang mit der menschlichen Gesundheit.“
Karande gesagt mehr Arbeit muss getan werden, um die Herausforderungen im Zusammenhang mit brennen von Patienten, zu denen auch der Verlust von Nerven-und Kreislauf-Endungen. Aber die Transplantate mit seinem team geschaffen hat, bringt die Forscher näher an den Menschen hilft, mit mehr diskrete Probleme, wie Diabetiker oder Dekubitus.