Bioinżynierowie opracowali sposób hodowania sztucznych przeszczepów w kształcie rękawiczki. Sztuczna skóra ułatwi chirurgom przeszczepy ofiarom poparzeń.
Technologia w służbie medycyny
Technologie medyczne rozwijają się w zawrotnym tempie. Sztuczna inteligencja przewiduje ryzyko wystąpienia nowotworu i zaleca stosowne leczenie, z czujników montowanych w naszych domowych toaletach możemy szybko odczytać stan naszego zdrowia, a do bardziej szczegółowej diagnostyki wykorzystamy przyklejane na ciało naklejki. Co natomiast z ofiarami pożarów, potrzebujących pilnie pomocy? Naukowcy z Columbia University Irving Medical Center opracowali niesamowitą metodę hodowania… sztucznej skóry.
Obecnie sztuczna skóra jest dostarczana w płaskich kawałkach, które są trudne i czasochłonne do zszycia wokół części ciała o nieregularnym kształcie, takiej jak dłoń lub stopa. Naukowcy, odpowiedzialni za projekt nowej sztucznej skóry twierdzą, że modelowanie komórek skóry w złożone, trójwymiarowe kształty oraz udane eksperymenty z nowym produktem na myszach, to przełomowy pierwszy krok na drodze do dopasowanych przeszczepów.
Trójwymiarowe konstrukcje skóry, które można przeszczepiać jako „ubrania biologiczne”, miałyby wiele zalet. Radykalnie zmniejszyłyby potrzebę zakładania szwów, skróciłyby długość operacji i poprawiły wyniki estetyczne. Postawiliśmy hipotezę, że w pełni zamknięty kształt 3D bardziej naśladowałby naszą naturalną skórę i byłby mocniejszy mechanicznie.
dr Hasan Erbil Abaci, adiunkt dermatologii na uniwersytecie Vagelos College of Physicians and Surgeons
Sztuczna skóra o doskonałych właściwościach
Przeszczepy twarzy to inne, obiecujące zastosowanie nowego produktu. Jak powstają tak wytrzymałe i elastyczne sztuczne tkanki?
Proces tworzenia nowych przeszczepów rozpoczyna się od laserowego skanowania 3D docelowej struktury, np. dłoni. Następnie wydrążony, przepuszczalny model, jest tworzony za pomocą projektowania wspomaganego komputerowo i drukowania 3D.
Zewnętrzna część modelu jest następnie pokrywana fibroblastami skóry, które wytwarzają tkankę łączną skóry i kolagen. Wreszcie skóra z zewnatrz jest pokrywana mieszanką keratynocytów (komórek, które tworzą większość zewnętrznej warstwy naskórka), a wnętrze jest perfundowane pożywką wzrostową, która wspiera i odżywia rozwijający się przeszczep.
Z wyjątkiem rusztowania 3D, naukowcy wykorzystali te same procedury, które zastosowano do wykonania płaskiej skóry, a cały proces zajął tyle samo czasu, tj. 3 tygodnie. W pierwszym teście nowa skóra została z powodzeniem wszczepiona na kończyny myszy. Cztery tygodnie później przeszczep całkowicie zintegrował się z otaczającą skórą, a kończyny odzyskały pełną funkcjonalność.
Zespół przewiduje, że w przyszłości skóra będzie mogła być wykonane na zamówienie z własnych komórek pacjenta.
