Zephyrnet-logo

Generativ dataintelligens

Nano-teknologi

3D-printet hud lukker sår og inneholder forløpere til hårsekkene

Publisert av Platon
Publisert av Platon

Dato:

Visninger: 50
04. mars 2024 (Nanowerk Nyheter) Fettvev har nøkkelen til 3D-printing av levende hud og potensielt hårsekker, ifølge forskere som nylig har utnyttet fettceller og støttestrukturer fra klinisk anskaffet menneskelig vev til nøyaktig korrigering av skader hos rotter. Fremskrittet kan ha implikasjoner for rekonstruktiv ansiktskirurgi og til og med hårvekstbehandlinger for mennesker. Teamets funn publisert i Bioaktive materialer ("Intraoperativ bioprinting av menneskelige fettavledede stamceller og ekstracellulær matrise induserer hårsekklignende nedvekster og dannelse av fettvev under rekonstruksjon av kraniomaxillofacial hud i full tykkelse"). USA Patent- og varemerkekontoret ga teamet patent i februar for bioprintteknologien de utviklet og brukte i denne studien. "Rekonstruktiv kirurgi for å korrigere traumer i ansiktet eller hodet fra skade eller sykdom er vanligvis ufullkommen, noe som resulterer i arrdannelse eller permanent hårtap," sa Ibrahim T. Ozbolat, professor i ingeniørvitenskap og mekanikk, i biomedisinsk ingeniørfag og i nevrokirurgi ved Penn State, som ledet det internasjonale samarbeidet som utførte arbeidet. "Med dette arbeidet demonstrerer vi biotrykt hud i full tykkelse med potensial til å vokse hår hos rotter. Det er et skritt nærmere å kunne oppnå mer naturlig utseende og estetisk tiltalende hode- og ansiktsrekonstruksjon hos mennesker.» Mens forskere tidligere har 3D-bioprintet tynne hudlag, er Ozbolat og teamet hans de første som intraoperativt skriver ut et fullstendig, levende system av flere hudlag, inkludert det nederste laget eller hypodermis. Intraoperativt refererer til evnen til å skrive ut vevet under operasjonen, noe som betyr at tilnærmingen kan brukes til mer umiddelbart og sømløst å reparere skadet hud, sa forskerne. Det øverste laget - epidermis som fungerer som synlig hud - dannes med støtte fra det midterste laget av seg selv, så det krever ikke utskrift. Hypodermis, laget av bindevev og fett, gir struktur og støtte over hodeskallen. "Hypodermis er direkte involvert i prosessen der stamceller blir fett," sa Ozbolat. "Denne prosessen er kritisk for flere vitale prosesser, inkludert sårheling. Det har også en rolle i hårsekksykling, spesielt for å lette hårveksten." Forskerne startet med humant fett- eller fettvev hentet fra pasienter som gjennomgikk kirurgi ved Penn State Health Milton S. Hershey medisinske senter. Samarbeidspartner Dino J. Ravnic, førsteamanuensis i kirurgi i avdelingen for plastisk kirurgi ved Penn State College of Medicine, ledet laboratoriet sitt for å skaffe fett for ekstraksjon av den ekstracellulære matrisen - nettverket av molekyler og proteiner som gir struktur og stabilitet til vevet - for å lage en komponent av bioblekk. Ravnics team skaffet også stamceller, som har potensial til å modnes til flere forskjellige celletyper hvis de får det riktige miljøet, fra fettvevet for å lage en annen bioblekk-komponent. Hver komponent ble lastet inn i ett av tre rom i bioprinteren. Det tredje rommet ble fylt med en koagulasjonsløsning som hjelper de andre komponentene å binde seg til det skadede stedet. "De tre avdelingene lar oss co-printe matrise-fibrinogenblandingen sammen med stamcellene med presis kontroll," sa Ozbolat. "Vi printet direkte inn på skadestedet med målet om å danne hypodermis, som hjelper med sårheling, hårsekkgenerering, temperaturregulering og mer." De oppnådde både hypodermis- og dermis-lagene, og epidermis dannet seg i løpet av to uker av seg selv. "Vi gjennomførte tre sett med studier på rotter for å bedre forstå rollen til fettmatrisen, og vi fant at samlevering av matrisen og stamceller var avgjørende for hypodermal dannelse," sa Ozbolat. "Det fungerer ikke effektivt med bare cellene eller bare matrisen - det må være på samme tid." De fant også at hypodermis inneholdt nedvekster, det første stadiet av tidlig dannelse av hårsekk. Ifølge forskerne, selv om fettceller ikke bidrar direkte til cellestrukturen til hårsekkene, er de involvert i reguleringen og vedlikeholdet. "I våre eksperimenter kan fettcellene ha endret den ekstracellulære matrisen for å være mer støttende for nedvekstdannelse," sa Ozbolat. "Vi jobber for å fremme dette, for å modne hårsekkene med kontrollert tetthet, retning og vekst." Ifølge Ozbolat kan evnen til å vokse hår nøyaktig på skadede eller syke steder med traumer begrense hvordan naturlig rekonstruktiv kirurgi kan se ut. Han sa at dette arbeidet gir en "håpefull vei fremover", spesielt i kombinasjon med andre prosjekter fra laboratoriet hans som involverer utskrift av bein og undersøker hvordan man kan matche pigmentering på tvers av en rekke hudtoner. "Vi tror dette kan brukes i dermatologi, hårtransplantasjoner og plastiske og rekonstruktive operasjoner - det kan resultere i et langt mer estetisk resultat," sa Ozbolat.
spot_img

Siste etterretning

spot_img

Copyright @ 2024 Plato Technologies Inc.