Den handhållna 3D-skinskrivaren som utvecklats av U of T Engineering-forskare fungerar som en färgrulle, täcker ett område med ett enhetligt skikt av hud, rand för rand. Blått färgämne användes för denna fotografering för synlighetsändamål. Kredit:Daria Perevezentsev / U of T Engineering
En ny handhållen 3D-skrivare kan deponera hudark för att täcka stora brännsår – och dess "biobläck" kan påskynda läkningsprocessen.
Enheten, utvecklat av ett team av forskare från University of Toronto Engineering och Sunnybrook Hospital, täcker sår med ett enhetligt ark av biomaterial, rand för rand.
Biobläcket som rullas ut består av mesenkymala stromaceller (MSC) - stamceller som differentieras till specialiserade celltyper beroende på deras omgivning. I detta fall, MSC-materialet främjar hudförnyelse och minskar ärrbildning.
Projektet leds av Ph.D. kandidat Richard Cheng, under ledning av professor Axel Günther, och i nära samarbete med Dr. Marc Jeschke, chef för Ross Tilley Burn Center, och hans team på Sunnybrook Hospital. Deras framgångsrika in vivo-försök på fulltjocka sår rapporteras i tidskriften Biofabrication .
Tidningen är ett stort steg framåt för laget, som presenterade den första prototypen av skin-skrivaren 2018. Enheten ansågs vara den första enheten i sitt slag som bildar vävnad på plats, deponeras och sätts på plats på två minuter eller mindre.
"Tidigare, vi bevisade att vi kunde deponera celler på en brännskada, men det fanns inga bevis för att det fanns några sårläkningsfördelar – nu har vi visat att, säger Günther.
Den nuvarande vårdmetoden för brännskador är autolog hudtransplantation, vilket kräver transplantation av frisk hud från andra delar av kroppen till såret.
Men stort, brännskador på hela kroppen utgör en större utmaning. Brännskador i full tjocklek kännetecknas av förstörelsen av både de yttersta och innersta skikten av huden; dessa brännskador täcker ofta en betydande del av kroppen.
"Med stora brännskador, du inte har tillräckligt med frisk hud tillgänglig, som kan leda till patientdöd, säger Jeschke.
Sedan 2018 har skrivaren har genomgått 10 omdesigner, när teamet går mot en design som de föreställer sig att kirurger använder i en operationssal. Den nuvarande prototypen inkluderar ett engångsmikrofluidiskt skrivhuvud för att säkerställa sterilisering, och ett mjukt hjul som följer skrivhuvudets spår, ger bättre kontroll för bredare sår.
Från vänster:Professor Axel Guenther och doktorand Richard Cheng. Kredit:Daria Perevezentsev / U of T Engineering
Nästa, Cheng säger att de i slutändan vill " ytterligare minska mängden ärrbildning, utöver att hjälpa till med sårläkning. Vårt huvudfokus framåt kommer att ligga på in vivo-sidan."
Jeschke tror att den handhållna hudskrivaren kan ses i en klinisk miljö inom de närmaste fem åren. "När det väl används i en operationssal, Jag tror att denna skrivare kommer att vara en spelväxlare när det gäller att rädda liv. Med en sådan här enhet, det kan förändra helheten i hur vi utövar brännskador och traumavård."
