Lompat ke konten Lompat ke sidebar Lompat ke footer

Kulit dan Tulang Diperbaiki dengan Bioprinting Selama Pembedahan

Memperbaiki luka traumatis pada kulit dan tulang wajah dan tengkorak itu sulit karena banyaknya lapisan dari berbagai jenis jaringan yang terlibat, tetapi sekarang, para peneliti telah memperbaiki cacat tersebut pada model tikus menggunakan bioprinting selama operasi, dan pekerjaan mereka mungkin mengarah pada metode penyembuhan kulit dan tulang yang lebih cepat dan lebih baik.

IMAGES

Gambar: i.all3dp.com

"Pekerjaan ini signifikan secara klinis," kata Ibrahim T. Ozbolat, Profesor Asosiasi Pengembangan Karir Keluarga Hartz dari Sains dan Mekanika Teknik, Teknik Biomedis dan Bedah Saraf, Penn State. "Menangani cacat komposit, memperbaiki jaringan keras dan lunak sekaligus, itu sulit. Dan untuk area kraniofasial, hasilnya harus menyenangkan secara estetika."

Saat ini, memperbaiki lubang di tengkorak yang melibatkan tulang dan jaringan lunak membutuhkan tulang dari bagian lain tubuh pasien atau mayat. Tulang harus ditutupi oleh jaringan lunak dengan aliran darah, juga diambil dari tempat lain, atau tulang akan mati. Kemudian ahli bedah perlu memperbaiki jaringan lunak dan kulit.

Ozbolat dan timnya menggunakan ekstrusi bioprinting dan droplet bioprinting dari campuran sel dan bahan pembawa untuk mencetak tulang dan jaringan lunak. Mereka melaporkan hasil mereka dalam Material Fungsional Lanjutan.

"Tidak ada metode pembedahan untuk sekaligus memperbaiki jaringan lunak dan keras," kata Ozbolat. "Inilah mengapa kami bertujuan untuk mendemonstrasikan teknologi di mana kami dapat merekonstruksi seluruh kerusakan - tulang menjadi epidermis - sekaligus."

Para peneliti menyerang masalah penggantian tulang terlebih dahulu, dimulai di laboratorium dan pindah ke model hewan. Mereka membutuhkan sesuatu yang dapat dicetak dan tidak beracun serta dapat memperbaiki lubang sepanjang 5 milimeter di tengkorak. "Tinta jaringan keras" terdiri dari kolagen, kitosan, nano-hidroksiapatit dan senyawa lain serta sel induk mesenkim - sel multipoten yang ditemukan di sumsum tulang yang membuat lemak tulang, tulang rawan, dan sumsum tulang.

Tinta jaringan keras keluar pada suhu kamar tetapi memanas hingga suhu tubuh saat diterapkan. Ini menciptakan hubungan silang fisik dari kolagen dan bagian lain dari tinta tanpa perubahan kimiawi atau kebutuhan aditif pengikat silang.

Para peneliti menggunakan pencetakan tetesan untuk membuat jaringan lunak dengan lapisan yang lebih tipis daripada tulang. Mereka menggunakan kolagen dan fibrinogen dalam lapisan bergantian dengan senyawa pengikat silang dan peningkat pertumbuhan. Setiap lapisan kulit termasuk epidermis dan dermis berbeda, sehingga lapisan jaringan lunak bioprint berbeda dalam komposisi.

Eksperimen memperbaiki lubang 6 mm pada kulit dengan ketebalan penuh terbukti berhasil. Setelah tim memahami kulit dan tulang secara terpisah, mereka melanjutkan untuk memperbaiki keduanya dalam prosedur pembedahan yang sama.

"Pendekatan ini merupakan proses yang sangat menantang dan kami sebenarnya menghabiskan banyak waktu untuk menemukan bahan yang tepat untuk tulang, kulit, dan teknik bioprinting yang tepat," kata Ozbolat.

Setelah pencitraan yang cermat untuk menentukan geometri cacat, para peneliti meletakkan lapisan tulang. Mereka kemudian mengendapkan lapisan penghalang yang meniru periosteum, lapisan jaringan yang sangat vaskularisasi yang mengelilingi tulang di tengkorak.

"Kami membutuhkan penghalang untuk memastikan bahwa sel-sel dari lapisan kulit tidak bermigrasi ke area tulang dan mulai tumbuh di sana," kata Ozbolat.

Setelah meletakkan penghalang, para peneliti mencetak lapisan dermis dan kemudian epidermis.

"Butuh waktu kurang dari 5 menit bagi bioprinter untuk meletakkan lapisan tulang dan jaringan lunak," kata Ozbolat.

Para peneliti melakukan lebih dari 50 penutupan cacat dan mencapai penutupan 100% jaringan lunak dalam empat minggu. Tingkat penutupan tulang adalah 80% dalam enam minggu, tetapi Ozbolat mencatat bahwa bahkan dengan penggantian tulang yang dipanen, penutupan tulang biasanya tidak mencapai 100% dalam enam minggu.

Menurut Ozbolat, aliran darah ke tulang sangat penting dan penyertaan senyawa vaskularisasi adalah langkah selanjutnya.

Para peneliti juga ingin menerjemahkan penelitian ini ke aplikasi manusia dan terus bekerja dengan ahli bedah saraf, ahli bedah kraniomaksilofasial dan ahli bedah plastik di Penn State Hershey Medical Center. Mereka mengoperasikan perangkat bioprinting yang lebih besar pada hewan yang lebih besar.

Powered By NagaNews.Net