Przeszczepy skóry zakładane jak ubrania? Naukowcy prezentują rewolucyjną technologię
Bioinżynieria skóry przynosi świetne rezultaty w leczeniu poparzeń, ale przeszczepy skóry były produkowane dotąd tylko w płaskich arkuszach, co utrudniało ich dopasowanie do niektórych obszarów ciała. To już niebawem się zmieni, a wszystko za sprawą rewolucyjnej technologii i druku 3D.
Szacuje się, że każdego roku od 250 do 400 tys. osób w Polsce ulega poparzeniom, z czego ponad 50 proc. przypadków dotyczy dzieci w wieku od 1 do 4 lat (są one jedną z najczęstszych przyczyn zgonów dzieci w Europie), które powodują ciężkie konsekwencje zdrowotne - nietrudno więc wyobrazić sobie o jakiej skali globalnej mówimy. Część pacjentów wymaga przeszczepu skóry, a zakres obrażeń nie zawsze pozwala wykorzystać tkankę własną i wtedy do gry wchodzi syntetyczny substytut ludzkiej skóry wyhodowany w laboratorium.
Skóra do przeszczepu szyta na miarę
Materiał ten dotychczas produkowany był jednak wyłącznie w płaskich arkuszach, które dobrze nadają się do przeszczepu na stosunkowo gładkie części ciała, ale nie sprawdzają się zbyt dobrze w przypadku bardziej złożonych obszarów, takich jak dłonie - tu zwykle trzeba zszyć kilka arkuszy, aby uwzględnić wszystkie zakamarki, co jest bardzo praco- i czasochłonne. Wygląda jednak na to, że idą zmiany, bo naukowcy Uniwersytetu Columbia opracowali właśnie metodę hodowli przeszczepów w formach 3D, które można... założyć na ciało jak ubranie.
Stworzony przez nich system rozpoczyna pracę od wykonania skanu 3D części ciała, która wymaga przeszczepu, używanego do wydrukowania w 3D modelu naturalnej wielkości. Następnie na zewnątrz modelu zaszczepiane są komórki fibroblastów skóry (wytwarzają tkankę łączną skóry), kolagen (zapewnia skórze jej strukturę) oraz komórki keratynocytów (tworzą zewnętrzną warstwę skóry), a wnętrze jest nasączane pożywką wzrostową.
Gdy komórki przekształcą się w prawdziwą skórę, jest ona usuwana z modelu w całości, nakładana na część ciała, dla której została wykonana i przyszywana na miejscu. Wyhodowanie skóry w ten sposób zajmuje około trzech tygodni, czyli mniej więcej tyle samo czasu, co tradycyjnych płaskich arkuszy.
W dotychczas przeprowadzonych testach laboratoryjnych przeszczepy 3D wykonane z ludzkich komórek skóry z powodzeniem zastosowano na tylnych łapach myszy - sama operacja trwała tylko około 10 minut, a przeszczepy zostały w pełni zintegrowane z otaczającą je skórą myszy w ciągu czterech tygodni.
Co więcej, stwierdzono, że jednoczęściowe przeszczepy są mechanicznie mocniejsze niż takie wykonane z wielu zszytych ze sobą arkuszy. Co prawda do testów na ludziach jeszcze kawałek drogi, niemniej istnieje nadzieja, że w przyszłości pacjenci będą otrzymywać szyte na miarę przeszczepy wyhodowane z własnych komórek.
Trójwymiarowe konstrukcje skóry, które można przeszczepić jako "odzież biologiczną", miałyby wiele zalet. Zredukowałyby radykalnie potrzebę zakładania szwów, skróciłyby długość operacji i poprawiły wyniki estetyczne
