摘要:
伦斯勒理工学院的研究人员开发出了一种3D打印带有血管的活体皮肤的方法。这一进展今天在线发表在组织工程A部分,这是朝着创造更像人体自然产生的皮肤的移植物迈出的重要一步。
“目前,任何作为临床产品提供的东西都更像是创可贴,”化学和生物工程副教授、生物技术和跨学科研究中心(CBIS)成员Pankaj Karande说。在伦斯勒学习。“它提供了一些加速伤口愈合的作用,但最终会脱落;它从未真正与宿主细胞融合。”整合的一个重要障碍是皮肤移植物中缺乏正常的血管系统。
几年来,Karande一直致力于这项挑战。之前发表的第一批论文显示,研究人员可以将两种类型的活细胞带入“生物墨水”,并将其打印成类似皮肤的结构。从那时起,他和他的团队一直在与耶鲁大学医学院的研究人员合作,整合血管系统。
在这篇论文中,研究人员表明,如果他们添加关键元素(包括排列在血管内部的人内皮细胞和包裹在内皮细胞周围的人外周细胞),他们通常会发现动物胶原蛋白和其他结构细胞在皮肤移植后的几周内开始交流并形成生物学相关的血管结构。你可以在这里观看Karande解释这一发展。
作为致力于重建生物学的工程师,我们一直赞赏并意识到生物学远比我们在实验室里制造的简单系统复杂。我们惊讶地发现,一旦我们开始处理这种复杂性,生物学就会接管,并开始越来越接近自然界中存在的东西。耶鲁团队将其移植到一种特殊类型的老鼠身上后,伦斯勒团队从皮肤上打印出的血管开始与老鼠本身的血管进行交流和连接。
Calander说:“这非常重要,因为我们知道血液和营养物质实际上被转移到了移植物上,这使移植物保持存活。”为了使其在临床上可用,研究人员需要能够使用CRISPR技术等工具编辑供体细胞,以便血管能够被患者的身体整合和接受。卡兰德说:“我们还没有迈出这一步,但我们还差一步。”
CBIS主任迪帕克瓦希思(Deepak Vashishth)表示:“这一重大发展凸显了3D生物打印在精准医疗领域的巨大潜力,在这一领域,解决方案可以根据具体情况并最终针对个人进行定制。”这是伦斯勒工程师解决人类健康相关挑战的一个完美例子。"
Calander说,需要做更多的工作来应对烧伤患者的挑战,包括失去神经和血管末梢。但他的团队创造的植入物使研究人员更接近于帮助患有更离散问题的人,如糖尿病或应激性溃疡。
卡兰德说:“对于那些病人来说,这是完美的,因为溃疡通常出现在身体的不同部位,可以用更小的皮肤片来治疗。”"糖尿病患者的伤口愈合通常需要更长的时间,这也可能有助于加快这一过程."
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