Ένας ασθενής με σοβαρές κακώσεις καύσης οδηγείται σε ένα κέντρο εγκαυμάτων, που έχει ανάγκη από ένα δερματικό μόσχευμα αμέσως. Ένας χειρουργός έρχεται με μια μικρή, φορητή συσκευή και γρήγορα διανέμει λεπτά φύλλα τεχνητού δέρματος επάνω στις πληγές, όπως εύκολα όπως και η εκτόξευση της ταινίας Scotch.
Αυτό το σενάριο θα μπορούσε να γίνει πραγματικότητα, χάρη σε μια νέα συσκευή που αναπτύχθηκε από καναδούς επιστήμονες: ένας φορητός εκτυπωτής δέρματος 3D που τοποθετεί στρώματα δερματικού ιστού σε εγκαύματα και άλλους τραυματισμούς.
"Είμαι αρκετά πεπεισμένος ότι είναι μια πολύ ικανή προσέγγιση που επιδιώκουμε", λέει ο Axel Guenther, καθηγητής μηχανικής στο Πανεπιστήμιο του Τορόντο, ο οποίος επιβλέπει την έρευνα. "Έχει την ευκαιρία να το κάνει πραγματικά στις κλινικές".
Επί του παρόντος, οι έγκαυμα ασθενείς αντιμετωπίζουν έναν εξαιρετικά τραχύ δρόμο. Οι τραυματισμοί καύσης είναι γνωστοί επώδυνοι, δύσκολοι να θεραπευτούν και επιρρεπείς σε λοίμωξη. Τυπικά οι ασθενείς με σοβαρά εγκαύματα θα λάβουν αυτόλογο δερματικό μόσχευμα, όπου οι γιατροί ξυρίζουν ένα κομμάτι υγιούς δέρματος για να καλύψουν την τραυματισμένη περιοχή. Αλλά αν το κάψιμο είναι πολύ μεγάλο, δεν υπάρχει αρκετό υγιές δέρμα για να πάει γύρω. Επιπλέον, το ξύρισμα του υγιούς δέρματος δημιουργεί μια νέα τραυματισμένη περιοχή, μια άλλη πηγή πόνος και πιθανή μόλυνση.
Λόγω αυτών των προκλήσεων, οι ερευνητές αναζητούν από καιρό μεθόδους δημιουργίας τεχνητών δερματικών μοσχευμάτων, είτε από βιολογικά είτε από συνθετικά υλικά. Υπάρχουν ορισμένα τέτοια προϊόντα στην αγορά, αλλά έχουν περιορισμούς: μερικά είναι ακριβά, μερικοί μπορούν να χρησιμοποιηθούν μόνο προσωρινά, μερικοί παίρνουν εβδομάδες για να δημιουργηθούν από τα κύτταρα του δέρματος του ασθενούς.
Οι ερευνητές του Πανεπιστημίου του Τορόντο ανέπτυξαν έναν εκτυπωτή μεγέθους κουτιού παπουτσιών, που ζυγίζει λιγότερο από ένα κιλό (2, 2 λίβρες). Διανέμει ταινίες "βιο μελάνης" από βιολογικά υλικά. Αυτά τα υλικά περιλαμβάνουν το κολλαγόνο - την πιο άφθονη πρωτεΐνη στο χόριο ή το μεσαίο στρώμα του δέρματος και ινώδες, μια πρωτεΐνη που απαιτείται για την επούλωση των πληγών. Οι ταινίες τεχνητού δέρματος μπορούν να εναποτεθούν απευθείας στην τραυματισμένη περιοχή.
μέσω GIPHY
"Η αναλογία είναι ένας διανομέας ταινίας αγωγού, όπου αντί ενός κυλίνδρου ταινίας έχετε μια μικροσκοπική συσκευή που σκουπίζει ένα κομμάτι χαρτοταινίας", λέει ο Guenther. Έχει επίσης συγκριθεί με ένα διανομέα λευκού χρώματος.
Η έρευνα δημοσιεύθηκε πρόσφατα στο περιοδικό Lab on a Chip .
Οι ερευνητές έχουν δοκιμάσει επιτυχώς τη συσκευή σε χοίρους και ελπίζουν να κινηθούν σε ανθρώπινες δοκιμές τα επόμενα χρόνια. Αν η συσκευή λειτουργεί σε ανθρώπους, η ομάδα θα πρέπει να συνεργαστεί στενά με τους χειρουργούς για να μελετήσει τις ροές εργασίας των χειρουργείων, να αναπτύξει ένα σύστημα που να ανταποκρίνεται στις ανάγκες τους από άποψη μεγέθους και ταχύτητας.
Μία από τις μεγαλύτερες προκλήσεις στην ανάπτυξη συνθετικών προϊόντων και τεχνικών δερματικών μοσχευμάτων είναι η μόλυνση, λέει ο Palmer Bessey, βοηθός διευθυντής του William Randolph Hearst Burn Center στο Ιατρικό Κέντρο της Νέας Υόρκης-Πρεσβυτεριανής / Weill Cornell.
"Τα άτομα με μεγάλα εγκαύματα είναι ευάλωτα σε λοιμώξεις", λέει ο Bessey. "Και η λοίμωξη θα παρεμβληθεί στην επούλωση της πληγής. Μπορεί να προκαλέσει όλα αυτά τα φανταστικά ακριβά μαγικά υλικά να μην επιβιώσουν καθόλου".
Για να λειτουργήσει ένα νέο υλικό ή τεχνική, θα πρέπει να είναι σε θέση να αντέχει τις μολύνσεις. Ένα ιδανικό υλικό και τεχνική θα άφηναν επίσης λιγότερο από μια ουλή από τα παραδοσιακά μοσχεύματα.
"Το υλικό, θα θέλατε να επιβιώσει από το τραχύ περιβάλλον ενός πραγματικού άρρωστου ασθενούς", λέει ο Bessey.
Ο Bessey λέει ότι η έρευνα του Τορόντο δείχνει την υπόσχεση ότι θα μπορούσε να παράγει μεγάλες ποσότητες υλικού μοσχεύματος δέρματος σε σύντομο χρονικό διάστημα.
"Όσο οι ασθενείς είναι πιο μακριά με ανοιχτές πληγές, τόσο πιο επιρρεπείς είναι σε λοιμώξεις", λέει.
Υπάρχουν πολλές ερευνητικές ομάδες στην Αμερική και στο εξωτερικό που επί του παρόντος εργάζονται για την κατασκευή καλύτερων δερματικών μοσχευμάτων, λέει ο Bessey.
"Θα ήταν ένα θαυμάσιο πράγμα, απλά θαυμάσιο", λέει. "Αλλά υπάρχουν πραγματικές προκλήσεις."
