在手术期间通过生物制版修复皮肤和骨骼

修复创伤性损伤的皮肤和骨头的脸和多层的头骨是困难的,因为不同类型的组织,但是现在,研究人员已经修复这些缺陷在老鼠模型中使用生物打印在手术过程中,和他们的工作可能会导致更快更好的方法治疗皮肤和骨头。

“这项工作是临床意义的，”哈拉希姆T.奥兹博尔特工程科学和机械学，生物医学工程和神经外科，宾夕法尼亚州邦特州的奥布拉希姆T. Ozbolat说。“处理复合缺陷，固定努力软组织一时，是困难的。对于颅面区域，结果必须是美观的。”

目前在修复头骨上的一个洞，这两个都涉及骨软组织需要使用患者身体或尸体的另一部分的骨骼。骨骼必须被软组织覆盖血流量，也来自其他地方，否则骨头会死。然后外科医生需要修复软组织和皮肤。

ozbolat和他的团队使用了细胞和载体材料混合物的挤出生物监测和液滴生物图，以打印骨骼和软组织。他们报告他们的结果先进功能材料。

“立即没有手术方法修复柔软硬化的组织，”奥兹伯拉特说。“这就是为什么我们旨在展示一种技术，我们可以立即将整个缺陷骨骼重建为表皮。”

研究人员首先攻击了骨骼替代问题，从实验室开始并转向动物模型。他们需要可打印和无毒的东西，可以在头骨中修复5毫米孔。“硬组织油墨”由胶原蛋白，壳聚糖，纳米羟基磷灰石和其他化合物组成。间充质干细胞-骨髓中发现的多能细胞，能产生骨骼、软骨和骨髓脂肪。

硬组织油墨在室温下挤出，但在施用时加热到体温。这会产生胶原蛋白的物理交联和墨水的其他部分而没有任何化学变化或交联剂添加剂的必要性。

研究人员使用液滴打印技术制造出比骨骼层更薄的软组织。他们使用胶原蛋白和纤维蛋白原交替层与交联和生长促进化合物。每一个层包括表皮和真皮在内的皮肤不同，因此生物印刷的软组织层在组合物中不同。

修复全厚度皮肤6mm孔的实验取得了成功。一旦团队分别了解了皮肤和骨骼，他们就开始在相同的手术过程中修复两者。

“这种方法是一个极具挑战性的过程，我们实际上花了很多时间发现骨，皮肤和右翼生物印刷技术的合适材料，”奥兹伯拉特说。

在仔细成像以确定缺陷的几何形状后，研究人员铺设了骨层。然后，他们在颅骨周围放置了一层模拟骨膜的屏障层，这是一层包围着颅骨的血管化组织层。

“我们需要屏障确保来自的细胞皮肤层层没有迁移到骨骼区域并开始在那里生长，“奥兹伯拉特说。

铺好屏障后，研究人员打印出了真皮层和表皮层。

“对于Biopleint来说，铺设了不到5分钟的井层和软组织，”奥伯拉特说。

研究人员进行了50多个缺陷闭合，并达到了100％的软组织在四个星期。6周后骨闭合率为80%，但Ozbolat注意到，即使采用骨置换，骨闭合通常也不会在6周内达到100%。

根据Ozbolat的说法，流向骨骼的血液特别重要，下一步是包含血管化化合物。

研究人员还希望将该研究转化为人类应用，并继续与Penn State Hershey Medical Center的神经外科医生，颅骨外科医生和整形外科医生一起使用。它们在较大的动物上操作更大的生物印刷设备。

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