En patient med alvorlige forbrændingsskader bringes til et forbrændingscenter med behov for et hudtransplantat med det samme. En kirurg kommer med en lille, håndholdt enhed og spreder hurtigt tynde lag med kunstig hud på sårene lige så hurtigt som at rulle Scotch-tape ud.
Dette scenarie kan blive virkelighed takket være en ny enhed udviklet af canadiske forskere: en håndholdt 3D-hudprinter, der afsætter lag af hudvæv på forbrændinger og andre skader.
”Jeg er temmelig overbevist om, at det er en meget kapabel tilgang, som vi følger, ” siger Axel Guenther, professor i ingeniørvidenskab ved University of Toronto, der overvågede forskningen. ”Det har en chance for faktisk at komme ind til klinikkerne.”
I øjeblikket står brændende patienter overfor en ekstremt ujævn vej. Forbrændingsskader er notorisk smertefulde, vanskelige at heles og tilbøjelige til infektion. Patienter med alvorlige forbrændinger får typisk et autologt hudtransplantat, hvor læger barberer et stykke sund hud for at dække det skadede område. Men hvis forbrændingen er meget stor, er der ikke nok sund hud til at gå rundt. Barbering af sund hud skaber desuden et nyt skadet område, en anden kilde til smerte og mulig infektion.
På grund af disse udfordringer har forskere længe været på udkig efter metoder til at skabe kunstige hudtransplantater, enten fra biologiske eller syntetiske materialer. Der er en række sådanne produkter på markedet, men de har begrænsninger: nogle er dyre, nogle kan kun bruges midlertidigt, nogle tager uger at oprette fra patientens egne hudceller.
Forskerne fra University of Toronto udviklede en printer på størrelse med en skoboks, der vejer mindre end et kilo (2, 2 pund). Den udleverer strimler af "biofarve" lavet af biologiske materialer. Disse materialer inkluderer kollagen - det mest rigelige protein i hud, eller det midterste lag af huden - og fibrin, et protein, der er nødvendigt til sårheling. Strimlerne af kunstig hud kan deponeres direkte på det skadede område.
via GIPHY
"Analogien er en duct tape dispenser, hvor du i stedet for en rulle tape har en mikroindretning, der klemmer et stykke vævstape ud, " siger Guenther. Det er også blevet sammenlignet med en hvid-out dispenser.
Forskningen blev for nylig offentliggjort i tidsskriftet Lab on a Chip .
Forskerne har med succes testet enheden på svin og håber at gå over til menneskelige forsøg i de næste par år. Hvis enheden fungerer på mennesker, bliver teamet nødt til at arbejde tæt sammen med brændkirurger for at studere arbejdsrum i operationsstuen for at udvikle et system, der imødekommer deres behov med hensyn til størrelse og hastighed.
En af de største udfordringer i udviklingen af syntetiske hudtransplantatprodukter og teknikker er infektion, siger Palmer Bessey, associeret direktør for William Randolph Hearst Burn Center ved New York-Presbyterian / Weill Cornell Medical Center.
"Mennesker med store forbrændinger er modtagelige for at få infektioner, " siger Bessey. "Og infektionen vil forstyrre sårets helbredelse. Den kan forårsage, at alt dette smarte dyre magiske materiale overhovedet ikke overlever."
For at et nyt materiale eller en teknik skal fungere, er det nødvendigt at kunne modstå infektioner. Et ideelt materiale og teknik ville også efterlade mindre et ar end traditionelle transplantater.
"Materialet, du ønsker, at det skal overleve det uslebne miljø hos en faktisk syg patient, " siger Bessey.
Bessey siger, at Toronto-forskningen viser, at det løfter, at det potentielt kunne producere store mængder hudtransplantatmateriale på kort tid.
”Jo længere patienter ligger med åbne sår, jo mere modtagelige er de for infektioner, ” siger han.
Der er mange forskerteam i Amerika og i udlandet, der i øjeblikket arbejder på at gøre bedre hudtransplantater, siger Bessey.
"Det ville være en fabelagtig ting, bare fabelagtig, " siger han. "Men der er reelle udfordringer."
