Käsikäyttöisten biotulostinten hyödyntäminen palovammojen hoidossa
6.68 MB
avoin
Julkaisu on tekijänoikeussäännösten alainen. Teosta voi lukea ja tulostaa henkilökohtaista käyttöä varten. Käyttö kaupallisiin tarkoituksiin on kielletty.
Lataukset2
Pysyvä osoite
Verkkojulkaisu
DOI
Tiivistelmä
Palovammat aiheuttavat jopa 180 000 kuolemaa, eniten matalan tulotason maissa. Palovammojen hoito on erittäin kallista ja niistä seuraavat työkyvyttömyys ja toimintarajoitteet rasittavat taloutta myös välillisesti. Varsinkin laajojen ja syvien palovammojen hoito on haasteellista ja aikaa vievää. Hyvinkin hoidettuun palovammaan liittyy komplikaatioriskejä, kuten infektiot, kosmeettiset haitat, amputaatiot, sokkitilat ja jopa kuolema.
Palovammojen perinteisiin hoitokeinoihin kuuluvat erilaiset haavasidokset, kudoksen korvikkeet, kudosliimat ja ihosiirteet. Vakavissa palovammoissa hoidon kulmakivenä ovat autologiset eli potilaan omista soluista valmistetut osaihosiirteet (eng. split-thickness skin graft, STSG). Niiden ongelmina laajoissa palovammoissa ovat kuitenkin terveiden ihoalueiden riittämättömyys, hidas paraneminen, arpeutumisriski ja siirteen ottokohdan komplikaatiot. Luovuttajilta kerättyihin ihosiirteisiin liittyy hyljintäriski ja siten hoidon epäonnistuminen. Maljalla kasvatettujen ihosiirteiden valmistus on aikaavievää ja kallista, ja ne hajoavat helposti sekä tarttuvat huonosti haavapintaan. Autologiset solusprayt eivät myöskään yksinään pysty luomaan monimuotoista kudosta tuhoutuneen ihon tilalle.
Kudosten biotulostus tarjoaa yhden ratkaisun näille rajoitteille. Uusi kolmiulotteinen kudos voidaan rakentaa tulostinten avulla käyttäen erilaisia biomusteita. Biomusteeksi kutsutaan tulostettavia biopolymeerejä, joihin voidaan lisätä erilaisia aktiivisia aineita, kuten kasvutekijöitä, antimikrobisia aineita, lääkkeitä tai soluja edistämään kudoksen paranemista. Hydrogeelit ovat yleisin biomustetyyppi ja sopivat ominaisuuksiltaan erinomaisesti palovammojen hoitoon. Käsikäyttöisiä biotulostimia on helppo käyttää akuuttihoidossa esimerkiksi palovammakirurgiassa, helppo ohjata ja ne ovat usein yksinkertaisempia ja edullisempia verrattuna robottisiin biotulostimiin. In situ biotulostaminen suoraan vammakohtaan hyödyntää kehoa bioreaktorina ja liittää biomusteen suoraan vaurioituneeseen kudospintaan.
Olen jakanut tutkielmassani käsikäyttöiset biotulostimet pursotus-, spray-, elektrospinnaus- sekä yhdistelmätulostimiin. Ne koostuvat usein käsiaseen muotoisesta rungosta ja toimivat joko paineilmasysteemillä ja/tai sähköisellä moottorilla. Useamman biomusteen yhdenaikainen tulostus monikanavasuuttimilla mahdollistaa monimuotoisen rakenteen luomisen kudokseen. Laitteissa voi olla myös erityisiä komponentteja, kuten ultraviolettivalo biomusteen ristisidontaa varten, projektori tulostuksen tukemiseksi tai soluja suojaava ilmavirta. Asetukset, kuten tulostusetäisyys, -kulma, - tilavuus, ilmavirran paine ja nopeus, suuttimen koko ja biomusteen viskositeetti vaikuttavat tulostuksen onnistumiseen, biomusteen peittävyyteen sekä käytettävien solujen elinvoimaisuuteen ja jakautumiskykyyn.
Perehdyn tutkielmassani palovammojen paranemiseen, perinteisten hoitokeinojen rajoitteisiin sekä biotulostinten rakenteeseen ja säädettäviin parametreihin. Esittelen kymmenen erilaista biotulostinta, niiden rakenteita ja käyttöä eri biomusteiden annosteluun palovammojen hoidossa.