火傷患者を救う：コロンビア大学がシームレスな皮膚移植を3Dプリント

出典：中関村オンライン

皮膚移植の科学は、ひどい火傷や怪我を隠すために患者の体の一部から皮膚を削り取って別の場所に貼り付けるという時代から長い道のりを歩んできました。今日では、移植片は、血管が形成されるまでの成長過程の種子として患者の培養細胞を使用し、生きたインクジェットプリンターのように作られることが多い。これらの印刷された移植片の主な欠点は、端が開いた平らなシートとしてしか製造できないことです。コロンビア大学の研究チームは、このアプローチは「人間の皮膚の完全に閉じた形状を無視している」と主張している。その代わりに、彼らは耳や肘からバッファロー・ビルのミトンのような手のひら全体まで、必要なほぼあらゆる複雑な 3D 形状の皮膚を生成できる新しい方法を考案しました。

アルベルト・パパラルド氏とハッサン・エルビル・アバチ氏（コロンビア大学ヴァゲロス医科大学）の研究チームは、研究結果「生体力学的特性を強化したエッジレスな人間の皮膚のエンジニアリング」を、サイエンス・アドバンス誌の1月号に発表した。彼らは、皮膚をどのように設計したかを説明しています。「体の部分に合わせて形作られ、生物学的衣服としてシームレスに移植できる、完全に閉じた三次元組織です。」

「『生物学的衣服』として移植できる立体的な皮膚構造には多くの利点があるだろう」とコロンビア大学皮膚科助教授で主任研究者のハサン・エルビル・アバシ博士は最近のプレスリリースで述べた。「縫合の必要性が大幅に減り、手術時間が短縮され、審美的な結果も改善されます。」

さらに重要なことは、これらの均質な移植片は、パッチワークの代替品よりも機械的にも機能的にも優れていることが示されたことです。コロンビア大学チームは、この移植片を「ウェアラブル・エッジレス・スキン・コンストラクト（WESC）」と呼んでいる。わかりました。でも食べられますか？

これらの皮膚プロテーゼを作成するプロセスは、平らな皮膚シートを作成する既存の技術とそれほど変わりません。まず、移植部位を 3D レーザーでスキャンし、構造のデジタルモデルを作成します。このデータは CAD プログラムを通じて実行され、付属肢の中空のワイヤーフレームが生成され、その後印刷されます。これは、患者の培養細胞が成長するための足場として機能します。皮膚は皮膚線維芽細胞とコラーゲンで覆われ、さらにケラチノサイト（表皮を構成する）の外層と、細胞が成熟するにつれて栄養分を供給する成長培地で覆われています。プレートの作成と同様に、細胞が完全に定着して移植の準備ができるまで、全体のプロセスには約 3 週間かかります。

マウスモデルを使用した初期の実験室テストは有望な結果となっている。「マウスにショートパンツを履かせるようなものだ」とアバシ氏は語った。「手術全体にかかった時間は約10分です。」興奮しすぎないでください。ネズミの皮膚は人間の皮膚ではありません。治癒の仕方が異なり、人間で試す前に追加の動物研究が必要です。こうしたテストはまだ数年先になるかもしれない。

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