Wyhodowane w laboratorium przeszczepy skóry 3D mogą być stosowane jak „biologiczna odzież”

Jednoczęściowa „rękawica” z bioinżynieryjnej skóry została stworzona przy użyciu nowej technologii 3D.

Jednoczęściowa „rękawica” z bioinżynieryjnej  skóry, stworzona przy użyciu nowej technologii
fot. Alberto Pappalardo i Hasan Erbil Abaci | Columbia University Vagelos College of Physicians and Surgeons

Podczas gdy bioinżynieria skóry jest bardzo obiecująca dla osób, takich jak ofiary poparzeń, materiał ten był dotychczas produkowany wyłącznie w płaskich arkuszach. Teraz jednak naukowcy opracowali metodę hodowania go w formach 3D, które można było wsunąć na ciało jak ubranie. Chociaż płaskie arkusze skóry poddanej bioinżynierii mogą dobrze nadawać się do przeszczepu na stosunkowo gładkie, pozbawione cech charakterystycznych części ciała, nie sprawdzają się one dobrze w przypadku bardziej złożonych obszarów, takich jak dłonie. W takich przypadkach zwykle trzeba zszyć kilka arkuszy, aby pomieścić wszystkie zakamarki – jest to pracochłonny i czasochłonny proces.

Kierowany przez prof. Hasana Erbila Abaciego zespół z Columbia University postanowił opracować bardziej przyjazną alternatywę.

Stworzony przez nich system rozpoczyna się od wykonania skanu 3D części ciała, która wymaga przeszczepu. Ten skan jest używany do drukowania w 3D pustego, przepuszczalnego modelu części naturalnej wielkości.

Następnie na zewnątrz modelu zaszczepiane są komórki fibroblastów skóry (które wytwarzają tkankę łączną skóry), kolagen (który zapewnia skórze jej strukturę) oraz komórki keratynocytów (które tworzą zewnętrzną warstwę skóry). Wnętrze modelu jest nasączone pożywką wzrostową, która odżywia komórki znajdujące się na zewnątrz.

Może Cię zainteresować także: Elektroniczna skóra reagująca na ból jak prawdziwa!

Gdy te komórki przekształcą się w prawdziwą skórę, skóra ta jest usuwana z modelu w całości w jednym trójwymiarowym kawałku, naciągana na rzeczywistą część ciała, dla której została wykonana, i przyszywana na miejscu. Wyhodowanie skóry w ten sposób zajmuje około trzech tygodni, czyli mniej więcej tyle samo czasu, co wyhodowanie tradycyjnych płaskich arkuszy.

W dotychczas przeprowadzonych testach laboratoryjnych przeszczepy 3D wykonane z ludzkich komórek skóry z powodzeniem zastosowano na tylnych łapach myszy. Sama operacja trwała tylko około 10 minut, a przeszczepy zostały w pełni zintegrowane z otaczającą je skórą myszy w ciągu czterech tygodni. Ponadto stwierdzono, że jednoczęściowe przeszczepy są mechanicznie mocniejsze niż gdyby zostały wykonane z wielu zszytych ze sobą arkuszy.

Nie trzeba dodawać, że zanim będzie można przeprowadzić próby na ludziach, należy przeprowadzić znacznie więcej badań. Niemniej istnieje nadzieja, że pacjenci będą mogli ostatecznie otrzymać takie przeszczepy, wyhodowane z ich własnych komórek. Jest nawet możliwe, że technologia może stanowić lepszą alternatywę dla przeszczepów twarzy, które obecnie wykorzystują tkankę twarzy zebraną ze zwłok.

Trójwymiarowe konstrukcje skóry, które można przeszczepić jako „odzież biologiczną” miałyby wiele zalet. Zredukowałyby radykalnie potrzebę zakładania szwów, skróciłyby długość operacji i poprawiły wyniki estetyczne.

— powiedział Abaci

Badania opisano w artykule, który został niedawno opublikowany w czasopiśmie Science Advances.

➔ Obserwuj nas w Google News, aby być na bieżąco!

źródło: Columbia University Irving Medical Center | EurekAlert | New Atlas