Forscher entwickeln tragbaren 3D-Bioprinter für die Behandlung von Hautverbrennungen

Forscher der University of Toronto (UoT) und das Sunnybrook Health Sciences Centre haben ein tragbaren Gerät, welches 3D-Bioprints von Haut erstellen kann, um damit Verbrennungswunden zu behandeln.

Nach Angaben der Weltgesundheitsorganisation (WHO) wurden im Jahr 2018 schätzungsweise 180.000 Todesfälle durch Verbrennungen verursacht – die überwiegende Mehrheit davon in Ländern mit niedrigem und mittlerem Einkommen. Aus diesem Grund gibt es viele Forschungsansätze um in diesem Bereich neue Heilungsmethoden zu finden.

Das Projekt hinter dem 3D-Druck-Handheld-Gerät wird von Richard Cheng unter der Leitung von Professor Axel Guenther und in enger Zusammenarbeit mit Dr. Marc Jeschke, Direktor des Ross-Tilley-Brand-Zentrums, und seinem Team am Sunnybrook-Krankenhaus geleitet. Der erste Prototyp für das tragbare 3D-Bioprint-Gerät wurde erstmals 2018 vorgestellt.

Das Handheld legt Materialbahnen aus einer Biofarbe ab, die die Wunde bedecken und den Heilungsprozess der Haut beschleunigen sollen. Es wurde als In-Situ-Lösung entwickelt, um den Wundheilungsprozess bei Patienten mit schweren großflächigen Verbrennungen zu beschleunigen.

Im Gegensatz zum ersten Prototypen, der im Jahr 2018 vorgestellt wurde, gibt es bei der aktualisierten Version einen Nachweis dafür, dass das gedruckte Biomaterial tatsächlich Wunden heilen kann.

“Früher haben wir bewiesen, dass wir Zellen auf einer Verbrennung deponieren können, aber es gab keinen Beweis dafür, dass es irgendwelche Wundheilungsvorteile gibt – jetzt haben wir das bewiesen”, erklärt Guenther.

Die Forscher erklären, dass die derzeitige Methode zur Versorgung von Verbrennungen – die Hauttransplantation – nicht wirksam ist, wenn es darum geht, große, ganzkörperliche Verbrennungen zu heilen. Bei der Methode wird gesunde Haut von anderen Körperteilen auf die Wunde transplantiert. Bei großflächigen Verbrennungen besteht jedoch das Problem, dass nicht genügend gesunde Haut verfügbar ist.

Der tragbare 3D-Drucker arbeitet hingegen mit einer Walze, die ein einheitliches Blatt Biomaterial aus einer mesenchymalen Stromazellen-(MSC-)Biofarbe aufträgt. MSCs sind Stammzellen, die sich je nach Umgebung in spezialisierte Zelltypen differenzieren. In diesem Zusammenhang fördert die MSC-Bioink die Hautregeneration und reduziert die Narbenbildung.

Weitere Informationen über die neue Entwicklung kann man in den Fachartikel “Handheld instrument for wound-conformal delivery of skin precursor sheets improves healing in full-thickness burns” nachlesen, welcher in Biofabrication publiziert wurde.