Alberto Pappalardo, bőrgyógyászatra és szövettanra szakosodott orvos és posztdoktor laboratóriumában
Kézzel formázott bőrkialakítás
A bőrszerkezetek növekedésének technológiája nem40 év alatt jelentős változásokon ment keresztül; általában lapos téglalap alakú vagy kerek foltok. Ez probléma – mondja Hassan Erbil Abachi, adjunktus, biomérnök és Pappalardo tanácsadója, mert ezek a formák nem egyeznek a testrészek, például az ujjak és az arcok formájával. A 2D-s foltok 3D-s körvonalakra való felhelyezése több foltot igényel, ami több öltést és hosszabb műtétet jelent. Esztétikailag rosszabbul néz ki, és mechanikailag is rosszabbul működik.
A Science Advances folyóiratban megjelent cikkben a csapatleírták a 3D graft elkészítésének folyamatát, amelyet „szél nélkülinek” neveznek, ami azt jelenti, hogy úgy van kialakítva, hogy illeszkedjen egy testrészhez, és nincsenek öltések. Egy olyan állvány 3D-s nyomtatásával kezdték, amely lehetővé teszi, hogy a bőrsejtek a kívánt formában növekedjenek. Pappalardo az emberi sejteket rétegekbe ültette egy állvány köré, majd megvárta, míg a sejtek szerkezeti molekulákból álló sűrű hálózatot építenek ki. A megtervezett bőr minden korábbinál jobban lemásolja formáját és funkcióját, és amikor egérrel tesztelték, úgy integrálódott, mintha natív bőr lenne – a foltozási eljárás 30 másodpercig tartott, a teljes művelet pedig 10 percig tartott.
Abacha csapata azzal kezdte kísérletétegyszerű henger alakú növekvő bőr. 3D szkenneléssel vagy digitális modellel nyomtattak áteresztő műanyag állványt a sejtek számára a bőr két rétegében – a belső dermiszben és a külső felhámban. Pappalardo fibroblasztokat (bőrsejteket) öntött kollagénnel az állványzat köré. Két héten belül a réteg megérett, majd a tudós keratinocitákat - epidermális sejteket - oltott be. Ez a kombináció egy hétig levegőnek volt kitéve az egyik oldalon, a másikon pedig folyadéknak – akárcsak a bőrünk. És működött. „Azt gondoltuk: ha tudunk hengert készíteni, bármilyen formát készíthetünk” – mondja Abatzi.
Az áttörés vitát indított el a tudományos közösségen belülcsoportok: a tudósok egyik csoportja arcot akart növeszteni, de az nyert, aki megpróbálta a kezét. Elképzeltek egy ötujjas szerkezetet, amelyet a csuklónál fel lehet nyitni, kesztyűként hordható, majd összevarrható. "Csak a csukló területére kell kötszert felhelyezni, és ezzel vége is a műtétnek" - mondja Abatzi.
Ezért a laboratórium ötujjas keretet nyomtatottegy csomag cukor méretű, előkészítette a sejteket, mint korábban, majd tesztelte, hogy a konstrukció mennyire tartja magát a hagyományos graftokhoz képest. A mechanikai deformáció vizsgálatakor a „szegély nélküli” szerkezetek 400%-kal felülmúlták a lapos szerkezeteket.
De lehet egy ilyen bőrátültetéstényleg belefér? Pappalardo egérbemutatója, amelyet végül 11-szer mutatott be, igent sugall. Azért választotta az egér hátsó végtagját, mert ennek a régiónak a geometriája nagyon összetett. Négy héttel a bőrcsere után a mesterséges szerkezet teljesen beépült az egér környező bőrébe.
Olvass tovább:
Rekordmélységig fúrták meg a földet Kínában
Nem a Földről van szó: a tudósok elmagyarázták, miért a Naprendszer a legritkább
A zsiráf párzása még furcsább, mint azt korábban gondolták