În laboratorul lui Alberto Pappalardo, medic și postdoctorat specializat în dermatologie și țesuturi
Construcția pielii sub formă de mână
Tehnologia pentru creșterea structurilor pielii nu estea suferit schimbări semnificative în 40 de ani; sunt de obicei pete dreptunghiulare sau rotunde plate. Aceasta este o problemă, spune Hassan Erbil Abachi, profesor asistent, bioinginer și consilierul lui Pappalardo, deoarece aceste forme nu se potrivesc cu formele părților corpului, cum ar fi degetele și fețele. Aplicarea de petice 2D pe contururi 3D necesită mai multe petice, ceea ce înseamnă mai multe cusături și operații mai lungi. Arată mai rău din punct de vedere estetic și funcționează mai rău mecanic.
Într-un articol din Science Advances, echipaa descris procesul ei de realizare a unei grefe tridimensionale, pe care ei o numesc „nesfârșit”, adică este modelată pentru a se potrivi unei părți a corpului și nu are cusături. Au început prin imprimarea 3D a unei schele care permite celulelor pielii să crească în forma dorită. Pappalardo a însămânțat celule umane în straturi în jurul schelei și apoi a așteptat ca acele celule să construiască o rețea densă de molecule structurale. Pielea proiectată urmărește mai îndeaproape forma și funcția decât oricare dintre ele înainte, iar atunci când a fost testată pe un mouse, s-a integrat ca și cum ar fi pielea nativă - a durat 30 de secunde pentru aplicare și 10 minute pentru a finaliza.
Echipa Abacha și-a început experimentul cucultivarea pielii de formă cilindrică simplă. Ei au folosit o scanare 3D sau un model digital pentru a imprima o schelă de plastic permeabilă pentru celule din două straturi de piele - dermul interior și epiderma externă. Pappalardo a turnat fibroblaste (celule dermice) cu colagen în jurul schelei. În două săptămâni, stratul s-a maturizat, iar apoi omul de știință a semănat keratinocite - celule epidermice. Această combinație a fost expusă la aer pe o parte și lichid pe cealaltă timp de o săptămână - ca și pielea noastră. Și a funcționat. „Ne-am gândit: dacă putem face un cilindru, atunci putem face orice formă”, spune Abatsi.
Descoperirea a stârnit o dezbatere în cadrul științificuluigrupuri: un grup de oameni de știință a vrut să crească o față, dar cel care a vrut să încerce mâna a câștigat. Ei au imaginat o structură cu cinci degete care ar putea fi deschisă la încheietura mâinii, purtată ca o mănușă și apoi cusă. „Va trebui doar să bandați zona încheieturii mâinii și acesta va fi sfârșitul operației”, spune Abatsi.
Prin urmare, laboratorul a imprimat un cadru cu cinci degetede dimensiunea unui pachet de zahăr, a pregătit celulele ca înainte și apoi a testat cât de bine a rezistat construcția în comparație cu grefele tradiționale. Când au fost testate pentru deformare mecanică, structurile „fără margini” le-au depășit pe cele plate cu 400%.
Dar poate o astfel de grefa de pielesa te asezi cu adevarat? Demonstrația lui Pappalardo la șoareci, pe care a ajuns să o facă de 11 ori, spune da. A ales membrul posterior al șoarecelui deoarece geometria acestei zone este foarte complexă. La patru săptămâni după înlocuirea pielii, construcția artificială a fost complet integrată în pielea înconjurătoare a șoarecelui.
Citeste mai mult:
Terenul din China a fost forat la o adâncime record
Nu este vorba despre Pământ: oamenii de știință au explicat de ce sistemul solar este cel mai rar
Împerecherea girafelor este chiar mai ciudată decât se credea anterior