Die Wissenschaft der Hauttransplantation hat einen langen Weg zurückgelegt seit den Tagen, in denen sie von einem Teil des Körpers eines Patienten abgekratzt und an einer anderen Stelle wieder aufgeklebt wurde, um eine böse Verbrennung oder Verletzung zu bedecken. Heutzutage werden Transplantate üblicherweise wie lebende Tintenstrahldrucker biogedruckt, wobei die kultivierten Zellen des Patienten verwendet werden, um den Wachstumsprozess zu initiieren. bis hin zur Vaskularisierung. Der Hauptnachteil dieser bedruckten Transplantate besteht darin, dass sie nur in flachen Blättern mit offenen Kanten hergestellt werden können. Diese Methode „ignorieren[s] die vollständig geschlossene Geometrie der menschlichen Haut”, argumentiert ein Forscherteam der Columbia University. Stattdessen haben sie entwickelt ein neuartiges Mittel zur Herstellung von Haut in praktisch jeder komplexen 3D-Form, die sie benötigen – von Ohren und Ellbogen bis hin zu ganzen Händen, die wie ein Paar Fäustlinge von Buffalo Bill bedruckt sind.
Alberto Pappalardo und Hasan Erbil Abaci / Columbia University Vagelos College of Physicians and Surgeons
Das Team veröffentlichte seine Ergebnisse, “Entwicklung randloser menschlicher Haut mit verbesserten biomechanischen Eigenschaften“, in der Januar-Ausgabe von Wissenschaftliche Fortschritte. Sie erklärt, wie sie „die Haut als ein vollständig umschlossenes 3D-Gewebe konstruiert haben, das nach einem Körperteil geformt und nahtlos als biologische Kleidung transplantiert werden kann.“
„Dreidimensionale Hautkonstrukte, die als „biologische Kleidung“ transplantiert werden können, hätten viele Vorteile“, sagte Dr. Hasan Erbil Abaci, leitender Forscher und Assistenzprofessor für Dermatologie an der Columbia University, in einer kürzlich veröffentlichten Pressemitteilung. „Sie würden die Notwendigkeit des Nähens drastisch minimieren, die Dauer der Operationen verkürzen und die ästhetischen Ergebnisse verbessern.“
Darüber hinaus haben diese einheitlichen Transplantate sowohl mechanisch als auch funktionell eine überlegene Leistung gezeigt als ihre Patchwork-Alternativen. Das Columbia-Team hat die Transplantate als „tragbare randlose Hautkonstrukte“ (WESCs) bezeichnet. Ok, aber kann man sie essen?
Der Herstellungsprozess dieser Hautprothesen ist nicht weit entfernt von den bestehenden Techniken, die zu flachen Hautplatten führen. Die Transplantationsstelle wird zunächst mit einem 3D-Laser gescannt, um ein digitales Abbild der Struktur zu erstellen. Diese Daten werden durch ein CAD-Programm verarbeitet, um ein hohles Drahtmodell des Blinddarms zu erzeugen, und dann gedruckt. Dies dient als Gerüst, auf dem die kultivierten Zellen des Patienten wachsen werden. Es ist mit Hautfibroblasten und Kollagen überzogen und dann von einer äußeren Schicht aus Keratinozyten (die die Epidermis bilden) und Wachstumsmedium bedeckt, um die Zellen während ihrer Reifung zu ernähren. Wie bei der Herstellung von Flachfolien dauert der gesamte Prozess etwa drei Wochen, bis sich die Zellen vollständig eingerichtet haben und für die Transplantation bereit sind.
Erste Labortests mit Mausmodellen waren ermutigend. „Es war, als würde man den Mäusen Shorts anziehen“, sagte Abaci. „Die gesamte Operation dauerte etwa 10 Minuten.“ Seien Sie nicht zu aufgeregt, Mäusehaut ist keine Menschenhaut. Es heilt so unterschiedlich, dass zusätzliche Tierversuche erforderlich sind, bevor wir damit beginnen, es am Menschen auszuprobieren. Solche Tests sind wahrscheinlich noch Jahre entfernt.
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