A mély krónikus sebek csak nehezen gyógyíthatók. Gyakran előfordul, hogy a sérülés felső része hamarabb gyógyul, mint az alsó, így a seb magába omlik. Idővel emiatt hegszövet alakulhat ki és csökkenhet a bőrfunkció. Most azonban sikerült 3D-s bionyomtatással élethű mesterséges emberi bőrt előállítani, amely a felszíntől (epidermisz) a középső rétegen (dermisz) át az alatta lévő zsírrétegig (hypodermisz) gyorsan képes összeolvadni a sérült szövetekkel. A módszernek nagy jövője lehet a súlyosan sérült bőrfelületek regenerálásában.
Richard Moakes vegyészmérnök és kollégái a nyomtatáshoz használt biotintát olyan kémiai és celluláris tulajdonságokkal állították össze, amelyek mindhárom réteget átjárják. A kutatók szerint a tesztanyag már hét nappal a beültetés után integrálódott a valódi bőrrel. Ezért úgy gondolják, hogy az implantátumok elősegíthetik a gyógyulást a mély sebek esetében is – írja a HealthExex egészségügyi szaklap.
Három rétegű bőrgyógyulás
Az APL Bioengineering című folyóiratban a Birminghami Egyetem és a Huddersfieldi Egyetem kutatói olyan megközelítésről számoltak be , amellyel a természetes bőrrel egyenértékű pótlást nyomtathatnak. A technika az első a maga nemében, amely a bőr három rétegét – a hipodermiszt, vagyis a zsírréteget, a dermiszt és a hámréteget – szimulálja. Úgy ítélik meg, hogy az anyag a jövőben szerepet játszhat a krónikus sebek gyógyulásának elősegítésében.
A sebgyógyulással kapcsolatban Alan Smith, a tanulmány szerzője kifejtette: „Gyakorlatilag három különböző sejttípusunk van. Mindegyik különböző sebességgel növekszik. Ha háromrétegű struktúrákat próbálunk előállítani, nagyon nehéz az egyes rétegek minden egyes követelményét megteremteni.”
A probléma megoldására a tudósok az úgynevezett szuszpenziós rétegadagoló gyártást (SLAM) alkalmazták. Ennek során egy gélszerű anyagot hoztak létre, amely alátámasztást ad a bőrrel egyenértékű pótlásnak. A gél szerkezetét addig változtatták mígnem alkalmassá vált egy részecskeágy létrehozására, amely képes támogatni a gél befecskendezésének második fázisát.
A nyomtatás során a bőrrétegek a támogató gélben helyezkednek el, amely mindent a helyén tart. A nyomtatás után lemosták a tartóréteget, így a réteges bőrrel egyenértékű anyag maradt hátra. Ez a korábbi módszereknél nagyobb felbontású nyomtatás lehetővé teszi bonyolult bőrszerkezetek előállítását.
A szerzők a bőrpótlót úgy tesztelték, hogy sertésszövetbe vágtak lyukat és a lyuk kitöltésére bőr-egyenértékest nyomtattak. A modellrendszer 14 nap működés után a sebgyógyulás jeleit mutatta. „Olyan biotintát használtunk, amely lehetővé tette az eredeti anyag és a szövet közötti integráció számszerűsítésését. Már rövid idő után is ki tudtunk kimutatni némi integrációt” – mondta Liam Grover a tanumány szerzője.
Mennyi a normál nyugalmi pulzus, és mikor a legjobb megmérni?
Nyereményjáték szabályzat 2025.11.
Hiába a pontos mutatószám, a krónikus sebgyógyulás a csapat által vizsgált 14-21 napos intervallumnál több időt vesz igénybe, így ebben egyelőre még nem tudták értékelni a bőrpótló modell hatásosságát. A következő lépésük ezért mély krónikus sebeknek megfelelő hosszabb időtartamú modell tesztelése. A végső cél minden páciens esetében a bőr minél teljesebb helyreállítása és a hegesedés csökkentése – szögezték le a kutatók.
A birminghami eredmények értékének megértését a világ másik végén készült tanulmány teszi egyszerűbbé. A kantoni Guangdong Orvostudományi Akadémia és a pekingi Szövetjavítási és Regenerációs Kutatóközpont kutatói az extrudálás alapú bionyomtatáshoz (EBB) és a bőrsebek gyógyításához használt biotintákról írtak összefoglaló cikket. A Bioactive Materials című szakfolyóiratban megjelent írásban arra hívták fel a figyelmet, hogy az EBB ugyan komoly lehetőségeket rejt magában a regeneratív gyógyászat területén, de a biotintáknak vannak bizonyos korlátai. Például nem kielégítő biofizikai (azaz mechanikai, szerkezeti, biodegradáló) tulajdonságaik vannak és veszélyeztetik a sejtkompatibilitást. Ráadásul a bőrsebekre fejlesztett EBB-biotintákról nagyrészt még nem folytatták le a tudományos vitákat, pedig az érett technikára és anyagokra nagy szükség volna.
A hámsebek világszerte egyre nagyobb egészségügyi terhet jelentenek. A fejlett országokban a lakosság 1-2 százaléka szenved krónikus sebektől valamikor az élete során. Az Egyesült Államokban például az akut és krónikus sebek ellátásának éves költségbecslései 28,1 milliárd dollár és 96,8 milliárd dollár között mozognak. Az összes sebtípus közül a műtétisebek és a diabéteszes lábszárfekélyek okozzák a legmagasabb költségeket. Kínában egy nemrégiben végzett keresztmetszeti vizsgálat szerint a krónikus sebek előfordulási aránya a kórházi betegek körében elérte az 1,7 ezreléket.
A jelenlegi fejlődés a háromdimenziós (3D) bionyomtatás sokoldalú szerepét vetíti előre a bőrsebgyógyításban. A prototípusok alapján a 3D bioprinting technikákat az extrudáláson (egy szerszámon át történő kipréselésen) nyugvó, a cseppalapú, a lézeralapú és a sztereolitográfiás bionyomtatás kategóriáiba sorolják. Ezek közül a bőrsebek gyógyításában sejtekkel töltött biotintákat használó EBB a legelterjedtebb módszer. Ez a technika hozzáférhető, költséghatékony és képes a szövetek komplexitását reprodukálni. Az EBB egy szabadon mozgó platformra extrudálja, adagolja a főként bioanyagokból, élő sejtekből és/vagy bioaktív molekulákból álló „biotinták” folyamatos szálait, előre megtervezett rétegenként, hogy geometriai szempontból jól meghatározott 3D komplex struktúrákat állítson elő.
In vitro bionyomtatás
A bőr epidermiszből, dermiszből és hipodermiszből áll. E rétegekben több mint 50 különböző sejttípus (például keratinociták, fibroblasztok, melanociták, őssejtek stb.) található, amelyek kollagént, elasztint, laminint, fibrillint stb. tartalmazó kollagén és anizotróp extracelluláris mátrixban (ECM) helyezkednek el. Az akut sebgyógyulás különböző típusú sejtek és fehérjék tér- és időbeli aktiválásával jár. A sebgyógyulásban a növekedési faktorok nagy családja vesz részt, például a vérlemezkékből származó növekedési faktor , a fibroblaszt növekedési faktor, a vaszkuláris endoteliális növekedési faktor stb.
Az akut sebek gyógyulási folyamatait négy, egymás után megjelenő és egymást átfedő szakaszra különítik el. Ezek a vérzés, a gyulladás, az új szövetek keletkezése és az újramodellező szakasz. Ha a sebgyógyulási folyamatok egy hónapnál tovább tartanak, akkor már krónikus sebekről beszélnek az orvosok.
Az akut vagy krónikus sebek hagyományos terápiás megközelítései nem kielégítőek a bakteriális fertőzésekkel szembeni gyenge ellenálló képesség, a korlátozott vaszkularizáció (érképződés), a főbb függelékek (például a szőrtüszők és verejtékmirigyek) hiánya, valamint az elkerülhetetlen hegesedés és a kapcsolódó fizikai diszfunkciók miatt. Az EBB technológiák ígéretes stratégiaként szolgálnak e jelenlegi zsákutcák elkerülésére. Az EBB-nél lehetőség van a terápia személyre szabására, az élő sejtek használatára és a bőr komplex reprodukálására. A bőrből származó sejtek vagy őssejtek megfelelően izolálhatók a donorhelyekről és beágyazhatók biotintába, majd rétegről rétegre nyomtathatók, bőrutánzó konstrukciókat alkotva, ami a hagyományos sebtapaszok vagy más biomateriális gyártási módszerek esetében hatalmas kihívást jelent.
A sebellátásban általánosan alkalmazott EBB-stratégia az in vitro bionyomtatás, azaz a bőrszerű struktúrákat kinyomtatják, térhálósítotják, egy ideig tenyésztik, majd a sebekbe ültetik. A biotinta nagy duzzadási aránya fenntarthatja a nedvességet a sebfelületen a tápanyagok cseréje és a sejtszaporodás elősegítése érdekében, hogy helyreállítsák a bőr integritását és felgyorsítsák a sebgyógyulási folyamatokat.
In vivo bionyomtatás
Az in vivo (más néven in situ) bionyomtatásnál a biotintákat közvetlenül a sebekbe helyezik, és néhány gyors és nem toxikus módszerrel térhálósítják. Ilyenkor a bőrsebekben a hiányzó szövetek pótlására szolgáló sejteket és a bioanyagokokat térben és időben szabályozottan osztják el.
Egy nemrégiben végzett vizsgálatban integrált képalkotó technológiát használtak a kimetszett sebek topográfiai (feltérképezési) információinak letapogatására. Az összegyűjtött információkat számítógépes fájlokba kódolták, amelyek az EBB-rendszert irányították a személyre szabott biotinták pontos bejuttatásához közvetlenül a megfelelő helyekre. Ezzel lehetővé vált a réteges bőrszerkezetek helyreállítása. Az eredmények gyors sebzáródást és csökkentett összehúzódást mutattak.
Az in vivo bioprinting lehetővé teszi a nagy kiterjedésű bőrsebek gyors lefedését terápiás élő sejtekkel és standardizált komplex struktúrákkal, aminek jelentős az előnye az in vitro bionyomtatással szemben. Az in vivo bioprinting folyamatok magas fokon automatizálhatók, ami nagy lehetőségeket rejt magában a bőrsebellátásban, különösen a kiterjedt égési sérüléseknél. Emellett sikeresen elkerülhetők az előre megtervezett 3D felület esetleges sérülései, amelyeket a nyomtatott szerkezetek szállítása és tenyésztése okozhat – írták a kantoni kutatók.
Legjobban: