U laboratoriju Alberta Pappalarda, liječnika i postdoktoranada specijaliziranog za dermatologiju i tkiva
Konstrukcija kože u obliku ruke
Tehnologija uzgoja kožnih struktura nijedoživio značajne promjene u 40 godina; obično su ravne pravokutne ili okrugle mrlje. To je problem, kaže Hassan Erbil Abachi, docent, bioinženjer i Pappalardov savjetnik, jer ti oblici ne odgovaraju oblicima dijelova tijela poput prstiju i lica. Primjena 2D zakrpa na 3D konture zahtijeva više zakrpa, što znači više šavova i duže operacije. Estetski izgleda lošije, a mehanički lošije radi.
U članku u Science Advances, timopisala je svoj proces izrade trodimenzionalnog grafta, koji nazivaju "beskrajnim", što znači da je oblikovan tako da odgovara dijelu tijela i nema šavova. Započeli su 3D ispisom skele koja omogućuje stanicama kože da izrastu u željeni oblik. Pappalardo je zasijao ljudske stanice u slojeve oko skele i zatim čekao da te stanice izgrade gustu mrežu strukturnih molekula. Projektirana koža više prati oblik i funkciju nego bilo koja prije, a kada je testirana na mišu, integrirala se kao da je izvorna koža - bilo je potrebno 30 sekundi da se nanese i 10 minuta da se završi.
Tim Abache započeo je svoj eksperiment suzgoj kože jednostavnog cilindričnog oblika. Koristili su 3D skeniranje ili digitalni model za ispis propusne plastične skele za stanice u dva sloja kože - unutarnjem dermisu i vanjskom epidermisu. Pappalardo lijeva fibroblaste (dermalne stanice) s kolagenom oko skele. U roku od dva tjedna sloj je sazrio, a zatim je znanstvenik posijao keratinocite - epidermalne stanice. Ova je kombinacija tjedan dana bila izložena zraku s jedne strane i tekućini s druge strane - poput naše kože. I uspjelo je. "Mislili smo: ako možemo napraviti cilindar, onda možemo napraviti bilo koji oblik", kaže Abatsi.
Proboj je potaknuo raspravu unutar znanostigrupe: jedna grupa znanstvenika htjela je uzgojiti lice, ali pobijedio je onaj koji je htio isprobati ruku. Zamislili su strukturu s pet prstiju koja se može otvoriti na zglobu, nositi kao rukavicu i zatim zašiti. "Morat ćete previti samo područje zapešća i to će biti kraj operacije", kaže Abatsi.
Stoga je laboratorij tiskao okvir s pet prstijuveličine paketića šećera, pripremio stanice kao i prije, a zatim testirao koliko dobro se dizajn drži u usporedbi s tradicionalnim presađivanjima. Kada su testirane na mehaničku deformaciju, strukture "bez ruba" bile su bolje od ravnih za 400%.
Ali može li takva presaditi kožustvarno se smiriti? Pappalardova demonstracija na miševima, koju je na kraju izveo 11 puta, govori da. Izabrao je stražnji ud miša jer je geometrija ovog područja vrlo složena. Četiri tjedna nakon zamjene kože, umjetni konstrukt je potpuno integriran u okolnu kožu miša.
Čitaj više:
Zemlja u Kini izbušena do rekordne dubine
Ne radi se o Zemlji: znanstvenici su objasnili zašto je Sunčev sustav najrjeđi
Parenje žirafa još je čudnije nego što se dosad mislilo