Домой Технологии С помощью 3D-печати медики одновременно заживляют и раны на коже, и отверстия...

С помощью 3D-печати медики одновременно заживляют и раны на коже, и отверстия в костях

10
0

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. С помощью 3D-печати медики одновременно заживляют и раны на коже, и отверстия в костях 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 как-то починить — и медики нашли решение

Технология 3D-печати может помочь в решении этой проблемы. В последние годы ученые экспериментировали с «биопечатью» живых клеток, создавая ткани столь же разные, как кожа, органы и кости, однако травмы, проникающие в разные типы тканей, могут быть слишком сложными. В новом исследовании команда Penn State рассказала о том, как нашла выход из этих обстоятельств.

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

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 капельным методом, чтобы не повредить организм.

Чернила для твердых тканей, разработанные командой, состоят из коллагена, хитозана, нано-гидроксиапатита и нескольких других соединений, но, что наиболее важно, мезенхимальных стволовых клеток — тех, которые дифференцируются в костный, хрящевой и костный жир. 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 учились заделывать отверстия только в каком-то одном типе ткани за раз. После того, как они освоили методики по отдельности, ученые перешли на совмещенную печать в рамках одной хирургической процедуры, заделывая 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», — рассказал Озболат.

Команда провела этот процесс более 50 раз и обнаружила, что раны мягких тканей зажили на 100% в течение всего четырех недель. В ходе самостоятельных тестов костная ткань восстановилась и покрыла около 80% площади дефекта в течение шести недель, но в сочетании с печатью на мягких тканях за этот же срок смогла покрыть лишь 50%.

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. Если все пройдет гладко и кости также будут заживать полностью — настанет очередь испытаний уже на людях.

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Пожалуйста, введите ваш комментарий!
пожалуйста, введите ваше имя здесь