Naukowcy pierwszy raz drukują żywą skórę bezpośrednio na ranie
Najnowszy eksperyment z biodrukiem 3D ma szansę utorować drogę dla nowoczesnych terapii dermatologicznych i chirurgii rekonstrukcyjnej bez blizn. Naukowcy drukowali w nim... żywą skórę bezpośrednio na ranie!
Naukowcy Pennsylvania State University jako pierwsi na świecie wydrukowali wielowarstwową żywą skórę bezpośrednio na znaczących urazach u szczurów, aby naprawić skórę bez pozostawiania blizn. Skóra głowy i twarzy jest niezbędna do ochrony znajdujących się pod nią struktur, a do tego jest integralną częścią naszej tożsamości. Jej rozległe uszkodzenie, spowodowane urazem czy rozległą operacją twarzy lub głowy, niesie ze sobą zatem nie tylko problemy natury fizycznej, ale i psychicznej.
Pomimo postępu w chirurgii plastycznej i rekonstrukcyjnej, naprawa ubytków skóry na całej grubości na głowie i twarzy za pomocą przeszczepów skóry stanowi wyzwanie - może skutkować bliznami, trwałą utratą włosów i niepowodzeniem przeszczepu. Badacze Pennsylvania State University mają jednak nowy pomysł i jako pierwsi na świecie wydrukowali w 3D pełną grubość żywej skóry z potencjałem porostu włosów, natychmiast korygując znaczny deficyt skóry na głowach szczurów.
Żywa skóra z drukarki 3D
Zespół badawczy rozpoczął od tkanki tłuszczowej, ponieważ stanowi ona ważny składnik macierzy zewnątrzkomórkowej. Te białka i cząsteczki znajdujące się na zewnątrz komórki są odpowiedzialne za zapewnienie struktury i stabilności tkanki, więc był to pierwszy składnik atramentu używanego do drukowania skóry. Naukowcy pozyskali też komórki macierzyste z tej tkanki tłuszczowej, zdolne do przekształcenia się w różne typy komórek w zależności od warunków środowiskowych, które zostały drugim składnikiem biotuszu. Trzecim składnikiem mieszanki był roztwór powodujący krzepnięcie zawierający fibrynogen, który pomaga innym składnikom związać się z miejscem urazu.
Każdy składnik załadowano do oddzielnej przegródki w biodrukarce, by czekał na swoją kolej. Najpierw naukowcy wydrukowali najniższą warstwę skóry, czyli tkankę podskórną, która składa się z tkanki łącznej i tłuszczu. Następnie przyszedł czas na warstwę skóry właściwej, która znajduje się nad tkanką podskórną, a naskórek, czyli widoczna część skóry, nie wymagał biodruku 3D i uformował się sam w ciągu dwóch tygodni.
Nie będzie blizny i nawet włosy odrosną
Jak wyjaśniają w komunikacie prasowym, drukowali bezpośrednio w miejscu urazu, mając na celu utworzenie tkanki podskórnej, która pomaga w gojeniu ran, wytwarzaniu mieszków włosowych, regulacji temperatury i nie tylko. I wygląda na to, że eksperyment zakończył się pełnym sukcesem, bo po wskazanym czasie zauważyli również, że podskórna tkanka zawiera "odrosty", czyli początki rozwoju mieszków włosowych.
Badania wykazały, że komórki macierzyste pochodzące z tłuszczu są ściśle powiązane z mieszkami włosowymi i mogą napędzać ich wzrost poprzez uwalnianie czynników wzrostu. Teraz naukowcy pracują zaś nad tym, by "dokonać postępu, aby mieszki włosowe dojrzały z kontrolowaną gęstością, kierunkowością i wzrostem".
Wierzymy, że tę technologię można zastosować w dermatologii, przeszczepach włosów oraz chirurgii plastycznej i rekonstrukcyjnej - może ona skutkować znacznie bardziej estetycznymi wynikami. Dzięki w pełni zautomatyzowanej możliwości biodruku i kompatybilnym materiałom na poziomie klinicznym, technologia ta może mieć znaczący wpływ na kliniczne tłumaczenie precyzyjnie zrekonstruowanej skóry
