Naukowcy opracowali metodę wytwarzania skóry 3D, którą można założyć na ciało jak ubranie. Do tej pory materiał do przeszczepu był produkowany wyłącznie w płaskich arkuszach. Nowa metoda to szansa na lepsze gojenie się ran, takich jak oparzenia. 

“Biologiczne ubrania”

Bioinżynieria 3D jest obiecującą metodą leczenia urazów skóry. Może zapewnić lepsze gojenie się ran z mniejszą ilością blizn. Dzięki postępom w inżynierii tkanek i technologii druku 3D obecnie możliwe jest hodowanie przeszczepów skóry, które mogą być stosowane w celu wspomagania gojenia ran. Przeszczepy te mogą zostać zaprojektowane w taki sposób, aby naśladować strukturę i funkcję naturalnej skóry i dostosować się do konkretnych potrzeb pacjentów. Przeszczepy skóry 3D mają potencjał, aby być stosowane jako „biologiczne ubrania”. 

Stosowane dotychczas płaskie arkusze skóry dobrze sprawdzały się w przeszczepach stosunkowo gładkich i pozbawionych cech charakterystycznych części ciała. W przypadku bardziej złożonych obszarów, takich jak dłonie, nie zdawały one swoje egzaminu. Zwykle trzeba było zszyć kilka arkuszy, aby pokryć cały obszar rany. Był to proces angażujący wiele czasu i pracy.

Proces wytwarzania skóry 3D

Zespół z Columbia University pod kierownictwem naukowym prof. Abaciego postanowił opracować bardziej skuteczną alternatywę. Stworzony przez nich system rozpoczyna się od wykonania skanu 3D części ciała, która wymaga przeszczepu. Następnie skan jest używany do drukowania w 3D pustego, przepuszczalnego modelu potrzebnego fragmentu w naturalnej wielkości. 

Na zewnątrz modelu są zasiane komórki fibroblastów skóry (które generują tkankę łączną skóry), kolagen (który zapewnia skórze strukturę) oraz komórki keratynocytów (które stanowią zewnętrzną warstwę skóry). Wewnątrz modelu przepływa medium wzrostowe, które odżywia komórki znajdujące się na zewnątrz. 

Gdy komórki rozrosną się w rzeczywistą skórę, zostaje ona usunięta z modelu w jednym trójwymiarowym kawałku i nałożona na rzeczywistą część ciała, dla której została wykonana. W ten sposób uzyskuje się skórę w około trzy tygodnie, co stanowi mniej więcej taki sam czas jak dla tradycyjnych płaskich arkuszy.

Próby na zwierzętach

W testach laboratoryjnych wykonano przeszczep ludzkich komórek skóry 3D na tylne nogi myszy. Operacja zajęła ok. 10 minut, a przeszczep całkowicie zintegrował się z otaczającą skórą w ciągu czterech tygodni. 

Przeszczepy skóry 3D: wnioski i dalsze badania

Jednoczęściowe przeszczepy 3D okazały się mechanicznie mocniejsze niż gdyby były wykonane z wielu zszytych ze sobą arkuszy. Pomimo postępów w tej dziedzinie, przeszczepy skóry 3D wciąż są w fazie eksperymentalnej i wymagają dalszych badań przed wprowadzeniem ich do powszechnego stosowania w leczeniu ran. Autorzy badania podkreślają, że konieczne jest przeprowadzenie większej ilości testów przed rozpoczęciem badań klinicznych na ludziach. 

– Trójwymiarowe konstrukcje skóry, które mogą być przeszczepiane jako “biologiczne ubrania”, miałyby wiele zalet – powiedział Abaci. – Dramatycznie zmniejszyłyby potrzebę szycia, skróciłyby czas operacji i poprawiłyby estetykę wyników.

Źródło: newatlas.com