A valódi bőr szerkezetének visszaépítése
Eddig a súlyos égési sérüléseket többnyire a bőr felső rétegének (epidermisz) átültetésével kezelték. Ez azonban csak egyféle sejttípust tartalmaz, ezért az ilyen beavatkozás gyakran jelentős hegesedéssel jár. Fontos megjegyezni, hogy a bőr komplexebb, mélyebb rétege, a dermisz – amelyben vérerek, idegek, szőrtüszők és más struktúrák is találhatók – átültetése szinte lehetetlen, mert a donor területen is ugyanakkora seb keletkezik, mint a kezelendőn.
Ezért igazi áttörés, hogy a kutatók egy különleges, élő fibroblaszt sejtekkel töltött gélszerkezetet dolgoztak ki. Ezek a sejtek kulcsfontosságúak abban, hogy a szervezet ne hegszövettel, hanem valódi, működő dermisszel pótolja a sérült területet. A kutatók hangsúlyozzák: a dermisz szerkezete annyira összetett, hogy laboratóriumban nem lehet teljes egészében előállítani, ezért bíznak abban, hogy a szervezet saját maga képes felépíteni a “kiinduló anyagból”.
Bőr fecskendőben: hogyan működik az új gél?
A technológia lényege, hogy a könnyen izolálható és laborban szaporítható fibroblaszt sejtek apró, zselatinból készült, pórusos gyöngyök felszínén növekednek. Ez a zselatin a bőrben is megtalálható kollagénhez hasonlít. A fő gond eddig az volt, hogy önmagukban, cseppentve ezek a gyöngyök nem maradtak a seben.
Az áttörést egy másik, a szervezetben is megtalálható anyag, a hialuronsav-alapú gél hozta, amelyhez speciális kémiai kötéssel, az úgynevezett “click chemistry” technológiával kapcsolják a zselatin gyöngyöket. Így jött létre a “bőr fecskendőben”: ez a gél enyhe nyomásra folyékonnyá válik, fecskendővel pontosan a sebre adagolható, majd ott ismét megszilárdul. Ez a tulajdonsága alkalmassá teszi 3D-nyomtatásra is.
Állatkísérletek: valódi bőrszövet vérkeringéssel
Az eljárást egereken sikeresen tesztelték: 3D-nyomtatott, élő sejtekkel töltött gélkorongokat helyeztek a bőr alá. A sejtek életben maradtak és a megfelelő anyagokat termelték, aminek eredményeként új dermisz képződött. A beültetett mintákban vérerek fejlődtek, ami döntő fontosságú, hiszen ezek nélkül a szövet életképtelen lenne. Ez a fejlesztés lehetővé teszi, hogy a páciens saját sejtjeiből, egy kis bőrminta alapján, 3D-nyomtatott bőrátültetést készítsenek, amely speciálisan illeszkedik a sérüléshez.
A vérerek fejlesztése: hidrogél fonal, csatorna és mini-szerv
Az egyik legnagyobb kihívás a mesterséges szövetek, például organoidok (mini-szervek) létrehozásában, hogy hiányzik belőlük a vérérhálózat, így a központi sejtek tápanyag- és oxigénhiány miatt elpusztulnak. Most azonban új lehetőséget kínál, hogy a kutatók egy különleges, szinte teljes egészében vízből álló, mégis rugalmas hidrogél fonalat fejlesztettek ki. Ebből miniatűr csövek alakíthatók ki, melyeken folyadék áramoltatható, vagy akár vérérsejtek is kinőhetnek rajtuk.
Következtetés: új korszak a sebgyógyulásban
A fentiek alapján az élő sejteket tartalmazó, injekciózható bőrgél és az elasztikus hidrogel csatornák minden eddiginél közelebb hozzák a természetes, funkcionális bőrszövet laboratóriumi előállítását. Ez új korszakot nyithat nemcsak az égési sérültek ellátásában, hanem a mesterséges szervek fejlesztésében is.
