Een patiënt met ernstige brandwonden wordt naar een brandwondencentrum gebracht en heeft onmiddellijk een huidtransplantatie nodig. Een chirurg komt binnen met een klein, handheld-apparaat en brengt snel dunne vellen kunsthuid op de wonden aan, net zoals het uitrollen van plakband.
Dit scenario kan werkelijkheid worden, dankzij een nieuw apparaat ontwikkeld door Canadese wetenschappers: een draagbare 3D-huidprinter die lagen huidweefsel afzet op brandwonden en andere verwondingen.
"Ik ben er behoorlijk van overtuigd dat het een zeer capabele aanpak is die we volgen", zegt Axel Guenther, hoogleraar engineering aan de Universiteit van Toronto, die toezicht hield op het onderzoek. "Het heeft een kans om daadwerkelijk in de klinieken te komen."
Momenteel worden brandwondenpatiënten geconfronteerd met een extreem ruwe weg. Brandwonden zijn notoir pijnlijk, moeilijk te genezen en vatbaar voor infecties. Meestal krijgen patiënten met ernstige brandwonden een autoloog huidtransplantaat, waarbij artsen een stuk gezonde huid afscheren om het gewonde gebied te bedekken. Maar als de brandwond erg groot is, is er niet genoeg gezonde huid om rond te gaan. Bovendien creëert het afscheren van een gezonde huid een nieuw gewond gebied, een andere bron van pijn en mogelijke infectie.
Vanwege deze uitdagingen zijn onderzoekers al lang op zoek naar methoden om kunstmatige huidtransplantaten te maken, hetzij van biologische of synthetische materialen. Er zijn een aantal van dergelijke producten op de markt, maar ze hebben beperkingen: sommige zijn duur, sommige kunnen slechts tijdelijk worden gebruikt, sommige duren weken om te maken op basis van de eigen huidcellen van de patiënt.
De onderzoekers van de Universiteit van Toronto ontwikkelden een printer ter grootte van een schoenendoos, die minder dan een kilo weegt. Het verstrekt strips van "bio-inkt" gemaakt van biologische materialen. Deze materialen omvatten collageen - het meest voorkomende eiwit in de lederhuid of de middelste laag van de huid - en fibrine, een eiwit dat nodig is voor wondgenezing. De stroken kunsthuid kunnen direct op het geblesseerde gebied worden afgezet.
via GIPHY
"De analogie is een ducttape-dispenser, waarbij je in plaats van een rol tape een microdevice hebt dat een stuk tissue tape uitknijpt", zegt Guenther. Het is ook vergeleken met een white-out dispenser.
Het onderzoek is onlangs gepubliceerd in het tijdschrift Lab on a Chip .
De onderzoekers hebben het apparaat met succes getest op varkens en hopen in de komende jaren over te gaan op menselijke proeven. Als het apparaat op mensen werkt, moet het team nauw samenwerken met brandwondchirurgen om workflows in de operatiekamer te bestuderen en een systeem te ontwikkelen dat aan hun behoeften voldoet qua grootte en snelheid.
Een van de grootste uitdagingen bij het ontwikkelen van synthetische huidtransplantaatproducten en -technieken is infectie, zegt Palmer Bessey, de associate director van het William Randolph Hearst Burn Center in het New York-Presbyterian / Weill Cornell Medical Center.
"Mensen met grote brandwonden zijn vatbaar voor infecties, " zegt Bessey. "En de infectie zal de genezing van de wond verstoren. Het kan ervoor zorgen dat al dit dure dure magische materiaal helemaal niet overleeft."
Een nieuw materiaal of nieuwe techniek werkt alleen als het bestand is tegen infecties. Een ideaal materiaal en techniek zouden ook minder littekens achterlaten dan traditionele transplantaten.
"Het materiaal, je zou willen dat het de ruwe omgeving van een echte zieke patiënt overleeft, " zegt Bessey.
Bessey zegt dat het onderzoek in Toronto veelbelovend is, omdat het mogelijk in korte tijd grote hoeveelheden huidtransplantatiemateriaal kan produceren.
"Hoe langer patiënten met open wonden rondslingeren, hoe gevoeliger ze zijn voor infecties, " zegt hij.
Er zijn veel onderzoeksteams in Amerika en in het buitenland die momenteel werken aan het verbeteren van huidtransplantaties, zegt Bessey.
"Het zou fantastisch zijn, gewoon fantastisch", zegt hij. "Maar er zijn echte uitdagingen."
