Alberto Pappalardo laboratorijā, ārsta un pēcdoktora specialitātē dermatoloģijā un audos
Ādas konstrukcija rokas formā
Ādas struktūru audzēšanas tehnoloģija nav40 gadu laikā ir piedzīvojusi būtiskas izmaiņas; tie parasti ir plakani taisnstūra vai apaļi plankumi. Tā ir problēma, saka Hasans Erbils Abači, docents, bioinženieris un Pappalardo padomnieks, jo šīs formas neatbilst ķermeņa daļu, piemēram, pirkstu un seju, formām. 2D ielāpu uzlikšanai 3D kontūrām nepieciešams vairāk ielāpu, kas nozīmē vairāk dūrienu un ilgākas operācijas. Tas izskatās sliktāk estētiski un darbojas sliktāk mehāniski.
Rakstā Science Advances komandaaprakstīja savu trīsdimensiju transplantāta izgatavošanas procesu, ko viņi sauc par "bezgalīgu", kas nozīmē, ka tas ir veidots tā, lai tas atbilstu ķermeņa daļai, un tam nav šuvju. Viņi sāka ar 3D drukāšanu sastatnēm, kas ļauj ādas šūnām izaugt vēlamajā formā. Pappalardo iesēja cilvēka šūnas slāņos ap sastatnēm un pēc tam gaidīja, kamēr šīs šūnas izveidos blīvu strukturālo molekulu tīklu. Izstrādātā āda ciešāk seko formai un funkcijai nekā jebkad agrāk, un, pārbaudot uz peles, tā integrējās tā, it kā tā būtu dabiska āda — uzklāšana prasīja 30 sekundes un 10 minūtes.
Abacha komanda sāka savu eksperimentu arvienkāršas cilindriskas formas ādas audzēšana. Viņi izmantoja 3D skenēšanu vai digitālo modeli, lai izdrukātu caurlaidīgas plastmasas sastatnes šūnām divos ādas slāņos - iekšējā dermā un ārējā epidermā. Pappalardo cast fibroblastus (dermas šūnas) ar kolagēnu ap sastatnēm. Divu nedēļu laikā slānis nogatavojās, un pēc tam zinātnieks iesēja keratinocītus - epidermas šūnas. Šī kombinācija nedēļu bija pakļauta gaisam no vienas puses un šķidrumam, no otras puses - tāpat kā mūsu ādai. Un tas strādāja. "Mēs domājām: ja mēs varam izgatavot cilindru, tad mēs varam izgatavot jebkuru formu," saka Abatsi.
Izrāviens izraisīja debates zinātnes jomāgrupas: viena zinātnieku grupa gribēja izaudzēt seju, bet uzvarēja tas, kurš gribēja izmēģināt roku. Viņi iztēlojās piecu pirkstu struktūru, ko varētu atvērt plaukstas locītavā, valkāt kā cimdu un pēc tam sašūt. "Jums būs tikai jāpārsien plaukstas locītavu, un ar to operācija beigsies," saka Abatsi.
Tāpēc laboratorija izdrukāja piecu pirkstu rāmicukura paciņas lielumā, sagatavoja šūnas tāpat kā iepriekš un pēc tam pārbaudīja, cik labi konstrukcija iztur, salīdzinot ar tradicionālajiem potzariem. Pārbaudot mehāniskās deformācijas, “bezmalu” konstrukcijas pārspēja plakanās konstrukcijas par 400%.
Bet vai var tāda ādas transplantācijatiešām apmesties? Pappalardo demonstrācija pelēm, ko viņš beidza darīt 11 reizes, saka jā. Viņš izvēlējās peles pakaļējo ekstremitāšu, jo šīs zonas ģeometrija ir ļoti sarežģīta. Četras nedēļas pēc ādas nomaiņas mākslīgā konstrukcija tika pilnībā integrēta peles apkārtējā ādā.
Lasīt vairāk:
Zeme Ķīnā ir urbta rekorddziļumā
Tas nav par Zemi: zinātnieki paskaidroja, kāpēc Saules sistēma ir visretākā
Žirafu pārošanās ir vēl dīvaināka, nekā tika uzskatīts iepriekš