Zum ersten Mal haben Wissenschaftler sechs native Hautzelltypen mit einem speziellen Hydrogel kombiniert, um dicke, mehrschichtige Haut zu „drucken“, die nach der Transplantation erfolgreich mit dem umgebenden Gewebe verschmelzen kann, was eine schnellere Wundheilung und weniger Narben ermöglicht. „Die integrierte Hautheilung stellt eine große klinische Herausforderung dar, von der Millionen Menschen weltweit betroffen sind, doch die Möglichkeiten sind begrenzt.“
sagte Hauptautor Dr. Anthony Atala, Direktor des Wake Forest Institute for Regenerative Medicine (WFIRM). „Die Ergebnisse zeigen, dass es möglich ist, menschliche biotechnologisch hergestellte Haut in voller Dicke zu schaffen, die eine schnellere Heilung und ein natürlicheres Ergebnis fördert.“
Die bedruckte Haut besteht aus Keratinozyten, dermalen Fibroblasten, Adipozyten, Melanozyten, dermalen Papillenzellen der Haarfollikel und dermalen mikrovaskulären Endothelzellen und reproduziert echte Haut mit drei Schichten: einer dünnen schützenden äußeren Epidermis, einer mittleren faserigen und stützenden Dermis und einer fetten Subdermis an der Unterseite.
Bei der Transplantation in Mäusewunden bildete die bedruckte Haut Blutgefäße und Hautmuster und zeigte eine normale Gewebeentwicklung. Das Ergebnis ist eine schnellere Wundheilung, eine geringere Hautschrumpfung und eine stärkere Kollagenproduktion, was zu weniger Narben führt. Durch zellspezifische Färbung bestätigte das WFIRM-Team die erfolgreiche Integration der biogedruckten Zellen in die regenerierte Haut während des Heilungsprozesses.
Anschließend verwendeten die Forscher ein größeres, biogedrucktes Schweinehauttransplantat mit den Maßen 5 cm x 5 cm (2 Zoll x 2 Zoll), um die Wunde in voller Dicke am Schweinemodell abzudecken. Die Ergebnisse zeigten, dass Wunden nach Schweinehauttransplantationen gut heilten, die Kollagenproduktion zunahm und Hautschrumpfung und Fibrose (oder Narbenbildung) reduziert wurden.
Da die Entnahme großer Hautmengen aus anderen Körperteilen riskant ist und nur begrenzte Bedingungen bietet, gibt der Erfolg größerer Bereiche der autologen Hauttransplantation große Hoffnung für die Behandlung am Menschen.
Im Labor präparierte Haut ist ein wachsender Bereich der medizinischen Forschung, und Unternehmen möchten sie zum Testen von Produkten nutzen, anstatt Tiere zu verwenden. Dies ist jedoch das erste Mal, dass ein Produkt dieser Komplexität und Dicke hergestellt wurde und in präklinischen Studien eine vollständige Wundheilung gezeigt wurde. Das Team hofft nun, es in Humanstudien einsetzen zu können.
Die Studie wurde in der Fachzeitschrift Science Translational Medicine veröffentlicht.