可修復皮膚深層傷口的 3D 印表機,或將取代皮膚移植

圖:Günther et al/University of Toronto

加拿大研究團隊發表一款手持式設備,可透過特殊的生物墨水,在燒傷患者的傷口上直接印出人造皮膚。

治療燒傷

現今,醫學界有多種方法來處理嚴重的燒傷。最常見的方法是皮膚移植,也就是將受損的組織移除,並用身體其他部位取得的健康皮膚取代。但在某些情況下,皮膚移植並非可行的選項。本研究作者之一,多倫多大學(University of Toronto)的艾塞·根特教授(Axel Günther)表示:「當病人的燒傷面積又廣又深,而破壞了上層及下層皮膚的情況下,不是總有足夠的健康皮膚能拿來使用。」

根特教授補充:「替代的燒傷療法還包括膠原支架及體外替代(in vitro)皮膚,但它們都有缺點。膠原支架仰賴在傷口周圍的組織及細胞來完全康復;而體外替代皮膚可能需要花好幾個星期製備,當患者的燙傷面積大時也難以應用。因此,這就是一台能在燒傷傷口上直接印出新皮膚的機器有用之處。」

特殊生物墨水

此設備可將特殊的生物墨水條直接層積在傷口上,藉此減少移植皮膚的需求。這種生物墨水包含具有凝血功能的纖維蛋白(fibrin)以及間質基質細胞(mesenchymal stromal cells),可以協助身體的免疫系統,並且促進新細胞的生長。

根特教授表示:「若要將此設備拿什麼來做類比的話,那就是膠帶座,只是現在不是一捲膠帶,而是一台能擠出組織膠帶的微設備。」

實驗結果

研究團隊在燒傷的豬隻上測試了這種設備,結果非常令人滿意。研究人員馬克·傑西克教授(Marc Jeschke)表示:「整體而言,我們的設備是設計用來應付不平整,且方向不是水平而是傾斜的傷口表面。而我們發現這台設備成功在傷口上均勻、安全且可靠地積層皮膚片。此外這些皮膚片移動相當少,穩定留在傷口上。最重要的是,我們的結果顯示用間質基質細胞治療的傷口痊癒非常好,在發炎、傷疤及感染的方面,都比沒治療的傷口或以膠原骨架治療的傷口更少。」

根特教授也說到:「我們對於這個測試的結果非常滿意。除了很棒的治療結果之外,我們也展示出這項設備提供了一個使用者友善的方法,來安全傳遞細胞及生物材料。我們雖然還需要進一步的研究,但是研究結果相當令人期待。未來,該設備的潛在臨床應用可以廣泛延伸至深廣燒傷。」

研究團隊將該設備的最終試驗結果發表於《生物製造》(Biofabrication)期刊,讓這台機器朝實際使用於廣泛燒傷患者的目標更進一步。

參考資料:

  1. Houser, K., (2020, February 4). Handheld Device “Prints” New Skin Directly onto Wounds. Futurism
  2. Davies, S., (2020, February 4). New handheld bioprinter holds promise for treating serious burns. IOP Publishing
  3. Cheng, R. Y. et al., (2020, February 4). Handheld instrument for wound-conformal delivery of skin precursor sheets improves healing in full-thickness burns. Biofabrication. doi.org/10.1088/1758-5090/ab6413
黃威翔
黃威翔 200 文章
清華大學材料工程學系碩士畢業生。一個喜歡學外語,但又在科學領域打滾的平凡人,喜歡美食,日劇,電影,旅遊。