Oyuncak ayı gibi tuhaf şekilli bir hediyeyi hediye paketine koymayı daha önce denediyseniz, cerrahların yaralı bir vücut parçasına suni deri aşılarken karşılaştıkları zorluğu anlayabilirsiniz.
Şimdi, biyomühendisler, gelecekte cerrahların kişiselleştirilmiş cildi yanık kurbanlarına aşılamasını kolaylaştırmak için cildi el şeklinde büyütmenin bir yolunu buldular.
Şu anda, tasarlanmış cilt, ambalaj kağıdı gibi, el veya ayak gibi düzensiz şekilli bir vücut parçasının etrafında dikilmesi zor ve zaman alıcı olabilen düz parçalar halinde gelir.
Columbia Üniversitesi araştırmacıları, fareler kullanılarak yapılan deneylerde cilt hücrelerinin karmaşık, üç boyutlu şekillere dönüştürülmesinin çığır açan bir ilk adım olduğunu söylüyor.
Üniversitenin Vagelos Doktorlar ve Cerrahlar Koleji'nde dermatoloji yardımcı doçenti olan PhD baş geliştiricisi Hasan Erbil Abaci, "'Biyolojik giysi' olarak nakledilebilen üç boyutlu deri yapılarının birçok avantajı olacaktır" dedi. "Dikiş ihtiyacını önemli ölçüde azaltacak, ameliyatların süresini kısaltacak ve estetik sonuçları iyileştireceklerdi."
çalışma, sürekli 3D greftlerin geleneksel, parçalı greftlerden daha iyi mekanik ve fonksiyonel özelliklere sahip olduğunu da ortaya koydu.
Abaci, "3D tamamen kapalı bir şeklin doğal derimizi daha yakından taklit edeceğini ve mekanik olarak daha güçlü olacağını varsaydık ve bulduğumuz şey de bu" diyor. "(Bu) greftin bileşimini, yapısını ve gücünü önemli ölçüde geliştirir."
Abaci, "Başka bir zorlayıcı kullanım, giyilebilir cildimizin kıkırdak, kas ve kemik gibi altta yatan dokularla entegre olacağı ve hastalara kişiselleştirilmiş bir alternatif sunacağı yüz nakilleri olabilir" diyor.
Yeni deri greftlerini oluşturma süreci, insan eli gibi hedef yapının 3D lazer taramasıyla başlar. Ardından, bilgisayar destekli tasarım ve 3D baskı kullanılarak elin içi boş, geçirgen bir modeli hazırlanır.
Modelin dışı daha sonra derinin bağ dokusunu oluşturan cilt fibroblastları ve kollajen (yapısal bir protein) ile tohumlanır. Son olarak, kalıbın dışı bir keratinosit karışımı (dış deri tabakasının veya epidermisin çoğunu oluşturan hücreler) ile kaplanır ve iç kısmı, gelişen aşıyı destekleyen ve besleyen büyüme ortamı ile perfüze edilir.
Araştırmacılar, 3D yapı iskelesi dışında, düz tasarlanmış cilt yapmak için kullanılan prosedürlerin aynısını kullandılar ve tüm süreç aynı sürede, yaklaşık üç hafta sürdü.
3D tasarlanmış derinin ilk testinde, insan derisi hücrelerinden oluşan yapılar, farelerin arka bacaklarına başarılı bir şekilde aşılandı.
Abaci, "Farelere şort giymek gibiydi," diyor Abaci, "Ameliyatın tamamı yaklaşık 10 dakika sürdü."
Dört hafta sonra, greftler çevredeki fare derisi ile tamamen bütünleşti ve fareler, uzvun tam işlevlerini yeniden kazandı.
Fare derisi, insan derisinden farklı bir şekilde iyileşir, bu nedenle insanlar üzerinde klinik deneyler muhtemelen yıllar alır.
Araştırmacılar, 3D greftlerinin, 1980'lerin başında piyasaya sürüldüklerinden bu yana, tasarlanmış deri greftlerinin ilk büyük yeniden tasarımı olduğunu söylüyorlar.
"Mühendislik ürünü cilt, yalnızca iki hücre tipiyle başladı, ancak insan derisi yaklaşık 50 hücre tipine sahip., araştırmaların çoğunun insan derisinin hücresel bileşenlerini taklit etmeye odaklandığını söyledi . "Bir biyomühendis olarak, derinin geometrisinin göz ardı edilmesi ve greftlerin açık sınırlar veya kenarlarla yapılmış olması beni her zaman rahatsız etmiştir. Geometrinin işlevi etkileyen önemli bir faktör olduğunu biyomühendislikten diğer organlardan biliyoruz.”
Abaci ve ekibi, 3D yazıcılar kullanıma sunulduğunda daha gerçekçi greftler yapabileceklerini ve tasarlanmış cildi yapmak için gerekli olan üç boyutlu yapı iskelelerini oluşturabileceklerini fark ettiler.
Abaci, gelecekte greftlerin hastanın kendi hücrelerinden özel olarak yapılabileceğini öngörüyor. Yalnızca 4X4 mm'lik bir deri örneğiyle, bir insan elini kaplayacak kadar deri oluşturmak için yeterli sayıda hücre kültürlenebilir ve çoğaltılabilir.
