Chloé Moreau Si vous avez déjà essayé d’emballer un cadeau de forme étrange comme un ours en peluche., la peau artificielle se présente en morceaux plats, ce qui peut être difficile et extended à assembler autour d’une partie du corps de forme irrégulière.
Les bioingénieurs de l’Université de Columbia semblent avoir résolu ce problème en concevant un moyen de faire pousser de la peau artificielle dans des formes tridimensionnelles complexes, permettant de construire, par exemple, un “gant” sans couture de cellules cutanées qui peut être facilement glissé sur un most important gravement brûlée.
“Les constructions cutanées tridimensionnelles pouvant être transplantées en tant que” vêtements biologiques “présenteraient de nombreux avantages”, déclare le développeur principal Hasan Erbil Abaci, PhD, professeur adjoint de dermatologie au Columbia College Vagelos University of Medical professionals and Surgeons. “Ils réduiraient considérablement le besoin de suturer, réduiraient la durée des chirurgies et amélioreraient les résultats esthétiques.”
L’étude actuelle a également révélé que les greffons 3D continus ont de meilleures propriétés mécaniques et fonctionnelles que les greffons conventionnels assemblés.
échafaudage 3D
Le processus de création des nouvelles greffes de peau start par un balayage laser 3D de la structure cible, telle qu’une main humaine. Ensuite, un modèle creux et perméable de la principal est fabriqué à l’aide de la conception assistée par ordinateur et de l’impression 3D. L’extérieur du modèle est ensuite ensemencé de fibroblastes cutanés, qui génèrent le tissu conjonctif de la peau, et de collagène (une protéine structurelle). Enfin, l’extérieur du moule est recouvert d’un mélange de kératinocytes (cellules qui composent la majeure partie de la couche externe de la peau, ou épiderme) et l’intérieur est imprégné de milieu de croissance, qui soutient et nourrit la greffe en développement.
À l’exception de l’échafaudage 3D, les chercheurs ont utilisé les mêmes procédures que celles utilisées pour fabriquer une peau plate et l’ensemble du processus a pris le même temps, environ trois semaines.
Dans un leading check de peau modifiée en 3D, des constructions composées de cellules de peau humaine ont été greffées avec succès sur les membres postérieurs de souris. “C’était comme mettre une paire de shorts sur les souris,” dit Abaci, “L’ensemble de la chirurgie a pris environ 10 minutes.” Quatre semaines plus tard, les greffons s’étaient complètement intégrés à la peau de souris environnante et les souris ont retrouvé toutes les fonctions du membre.
La peau de la souris guérit différemment de la peau humaine, de sorte que les chercheurs prévoient ensuite de tester les greffes sur des animaux moreover gros avec une biologie cutanée qui correspond in addition étroitement à celle des humains. Les essais cliniques sur les humains sont probablement dans des années.
Repenser la peau system
Les greffes 3D sont la première refonte majeure des greffes de peau artificielles depuis leur introduction au début des années 1980. “La peau artificielle a commencé avec seulement deux styles de cellules, mais la peau humaine compte environ 50 styles de cellules. La plupart des recherches se sont concentrées sur l’imitation des composants cellulaires de la peau humaine”, explique Abaci. “En tant que bio-ingénieur, cela m’a toujours dérangé que la géométrie de la peau soit négligée et que des greffes aient été faites avec des limites ouvertes, ou des bords. Nous savons grâce à la bio-ingénierie d’autres organes que la géométrie est un facteur important qui affecte la fonction.”
Abaci et son équipe ont réalisé qu’ils pouvaient créer des greffes additionally réalistes lorsque les imprimantes 3D sont devenues disponibles et qu’ils pouvaient créer des échafaudages tridimensionnels nécessaires à la fabrication de la peau artificielle.
“Nous avons émis l’hypothèse qu’une forme 3D entièrement fermée imiterait additionally fidèlement notre peau naturelle et serait mécaniquement in addition solide, et c’est ce que nous avons découvert”, déclare Abaci. “Le very simple fait de rester fidèle à la géométrie continue on de la peau humaine améliore considérablement la composition, la framework et la résistance du greffon.”
À l’avenir, Abaci envisage que les greffes pourraient être fabriquées sur mesure à partir des propres cellules d’un affected individual. Avec seulement un échantillon de peau de 4 x 4 mm, suffisamment de cellules peuvent être cultivées et multipliées pour créer suffisamment de peau pour couvrir une key humaine.
“Une autre utilisation convaincante serait les greffes de visage, où notre peau moveable serait intégrée aux tissus sous-jacents comme le cartilage, les muscle groups et les os, offrant aux sufferers une different personnalisée aux greffes de cadavres”, a déclaré Abaci.
La recherche a été financée par une subvention du Nationwide Institute of Arthritis and Musculoskeletal and Skin Illnesses (5K01AR072131) et du centre epiCURE du Columbia College Irving Health care Centre (5P30AR069632).
Le Dr Abaci a une demande de brevet en occasion sur cette technologie.
