Schwere Brandverletzungen: Neues Bioprinter-Handgerät erweist sich als vielversprechend

Ein Forscherteam aus Kanada hat erfolgreich einen neuen Handgerät zum 3-D-Druck von Haut getestet, mit dem sich schwere Verbrennungen behandeln lassen. Das Gerät druckt neue Hautzellen direkt auf beziehungsweise in die Wunde.

Obwohl sich das neue System in einem frühen Entwicklungsstadium befindet, bietet es möglicherweise eine Möglichkeit zur Behandlung von Patienten, deren Brandverletzungen zu groß sind, um Hauttransplantationen zuzulassen.

Seniorautor Prof. Axel Guenther von der Universität Toronto erklärt dazu: „Hauttransplantationen, bei denen das geschädigte Gewebe entfernt und durch Haut aus einem anderen Bereich des Körpers des Patienten ersetzt wird, stellen eine Standardbehandlung bei schweren Verbrennungen dar. In Fällen aber, in denen ein Patient ausgedehnte Verbrennungen in voller Tiefenausdehnung aufweist und sowohl die obere als auch die untere Hautschicht zerstört ist, steht nicht immer genügend gesunde Haut zur Verfügung.“

„Zwar gibt es Alternativen – wie Gerüste aus Rinderkollagen oder künstlich hergestellter Hautersatz, der in vitro gezüchtet wird –, doch keine davon ist ideal. Kollagengerüste benötigen Gewebe und Zellen, die die Wunde umgeben, damit eine vollständige Heilung möglich ist. Die Herstellung von In-vitro-Hautersatz indessen kann viele Wochen in Anspruch nehmen, und der Einsatz eines solchen Hautersatzes ist bei Patienten schwer erfolgreich anzuwenden, wenn der Verbrennungsbereich groß ist.“

Zur Lösung dieser Probleme entwickelte das Forscherteam ein Handgerät, mit dem Material direkt auf Wunden jeder Größe, Form oder Topographie gelegt werden können. Die verwendete Biotinte („Bioink“) basiert auf Fibrin und ist mit mesenchymalen Stromazellen (MSC) infundiert, die das Wachstum lokaler Zellen und die körpereigene Immunantwort unterstützen. Diese Bioink wird direkt mit der weichen Walze des Geräts auf die Wunde gedruckt.

Koautor Dr. Marc Jeschke, medizinischer Leiter des Ross Tilley Burn Centers am Sunnybrook Health Sciences Centre in Toronto, sagt: „Im Allgemeinen sind die Wundoberflächen, für die wir dieses Gerät entworfen haben, weder flach noch horizontal ausgerichtet. Die wichtigsten Vorteile des Geräts sind, dass es die gleichmäßige Applikation einer Bioink-Schicht auf gekrümmte Oberflächen ermöglichen soll.“

„In dieser Studie haben wir getestet, ob dies mit dem Gerät effektiv möglich ist, und setzten es zur Behandlung von Verbrennungen in voller Tiefenausdehnung bei Schweinen ein. Wir stellten fest, dass das Gerät die ‘Hautschichten’ gleichmäßig, sicher und zuverlässig auf die Wunden legte. Die Schichten blieben an Ort und Stelle und bewegten sich nur sehr wenig. Am signifikantesten ist, dass unsere Ergebnisse gezeigt haben, dass die mit MSC behandelten Wunden extrem gut heilten. Dabei wurden im Vergleich sowohl zu unbehandelten Wunden als auch zu solchen, bei denen ein Kollagengerüst zur Behandlung eingesetzt wurde, Entzündungen, Narbenbildung und Kontraktion verringert.“

Guenther betont: „Wir freuen uns sehr über diesen erfolgreichen Test. Neben den hervorragenden Heilungsergebnissen haben wir gezeigt, dass das Gerät eine benutzerfreundliche Methode für die sichere Abgabe von Zellen und Biomaterial bietet. Weitere Studien sind jedoch erforderlich. Die Vorzeichen sind vielversprechend und die potenziellen klinischen Anwendungen für das Gerät gehen weit über Verbrennungen in voller Tiefenausdehnung hinaus.“