Alberto Pappalardo, gydytojo ir podoktoriaus, besispecializuojančio dermatologijos ir audinių srityje, laboratorijoje
Odos konstrukcija rankos pavidalu
Odos struktūrų auginimo technologija nėraper 40 metų patyrė didelių pokyčių; dažniausiai tai yra plokščios stačiakampės arba apvalios lopinės. Tai yra problema, sako Hassanas Erbilas Abachi, docentas, bioinžinierius ir Pappalardo patarėjas, nes šios formos neatitinka kūno dalių, tokių kaip pirštai ir veidai, formų. Norint pritaikyti 2D pleistrus 3D kontūrams, reikia daugiau lopų, o tai reiškia daugiau siūlių ir ilgesnes operacijas. Prasčiau atrodo estetiškai ir prasčiau veikia mechaniškai.
Straipsnyje „Science Advances“ komandaaprašė savo trimačio transplantato gamybos procesą, kurį jie vadina „begaliniu“, o tai reiškia, kad jis yra suformuotas taip, kad tilptų prie kūno dalies ir neturi siūlių. Jie pradėjo nuo 3D spausdinimo pastolių, leidžiančių odos ląstelėms išaugti į norimą formą. Pappalardo pasėjo žmogaus ląsteles į sluoksnius aplink pastolius ir laukė, kol šios ląstelės sukurs tankų struktūrinių molekulių tinklą. Sukurta oda labiau atitinka formą ir funkcijas nei bet kuri anksčiau, o išbandyta su pele ji integravosi taip, tarsi ji būtų natūrali oda – užtepti prireikė 30 sekundžių ir 10 minučių.
„Abacha“ komanda pradėjo savo eksperimentąpaprastos cilindro formos odos auginimas. Jie naudojo 3D nuskaitymą arba skaitmeninį modelį, kad atspausdintų pralaidžius plastikinius karkasus ląstelėms dviejuose odos sluoksniuose – vidinėje dermoje ir išoriniame epidermyje. Pappalardo išmetė fibroblastus (odos ląsteles) su kolagenu aplink pastolius. Per dvi savaites sluoksnis subrendo, tada mokslininkas pasėjo keratinocitus – epidermio ląsteles. Šis derinys savaitę buvo veikiamas oro iš vienos pusės, o iš kitos – skysčio – kaip mūsų oda. Ir pavyko. "Mes manėme: jei galime padaryti cilindrą, tada galime padaryti bet kokią formą", - sako Abatsi.
Proveržis sukėlė diskusijas mokslo vidujegrupės: viena mokslininkų grupė norėjo užsiauginti veidą, bet laimėjo tas, kuris norėjo išbandyti ranką. Jie įsivaizdavo penkių pirštų konstrukciją, kurią būtų galima atidaryti ties rieše, nešioti kaip pirštinę ir tada susiūti. „Tereikia sutvarstyti riešo sritį ir tuo operacija baigsis“, – sako Abatsi.
Todėl laboratorija atspausdino penkių pirštų rėmelįcukraus pakelio dydžio, paruošė ląsteles kaip ir anksčiau, o tada išbandė, ar dizainas išsilaiko, palyginti su tradiciniais skiepais. Išbandžius mechanines deformacijas, „be kraštų“ konstrukcijos pralenkė plokščias 400 %.
Bet ar gali toks odos persodinimastikrai apsigyventi? Pappalardo demonstracija su pelėmis, kurią jis baigė 11 kartų, sako „taip“. Jis pasirinko užpakalinę pelės galūnę, nes šios srities geometrija yra labai sudėtinga. Praėjus keturioms savaitėms po odos pakeitimo, dirbtinė konstrukcija buvo visiškai integruota į aplinkinę pelės odą.
Skaityti daugiau:
Žemė Kinijoje išgręžta iki rekordinio gylio
Tai ne apie Žemę: mokslininkai paaiškino, kodėl Saulės sistema yra rečiausia
Žirafos poravimasis yra dar keistesnis, nei manyta anksčiau