Forskere fra universitetene i Birmingham og Huddersfield i Storbritannia, har utviklet og foretatt vellykket testing av en ny 3D-bioprintingsteknikk som kan brukes til å behandle kroniske sår.
Suspended Layer Additive Manufacturing (SLAM) er navnet på den nye teknikken som muliggjør printing av et nytt biomateriale som nøyaktig simulerer strukturen til huden til pattedyr (som mennesker jo er).
Faktisk, ifølge forskerne, er biomaterialet det første i sitt slag som simulerer alle de tre hovedlagene som finnes i huden – hypodermis, dermis og epidermis – noe som gjør det til en unik hudekvivalent med tre lag. Tidlige eksperimenter tyder på at den 3D-bioprintede huden kan plasseres på stedet for et sår for å indusere tilheling, og redusere arrvev i prosessen.
De tre hudlagene
Selv om huden vår er ganske dyktig til å helbrede kutt på overflatenivå, er dypere kroniske sår ofte en større utfordring å reparere. Dette er fordi huden vår faktisk består av tre forskjellige lag, og det øverste laget har en tendens til å gro raskere enn de nederste lagene, noe som fører til at dypere sår noen ganger kollapser i seg selv. Resultatet er arrvev og en reduksjon i normal hudfunksjon.
Medisinske forskere har prøvd å utvikle nøyaktige huderstatninger i noen tid nå, men det britiske teamet bekrefter at ingen av disse hudmodellene har vært i stand til å simulere både de kjemiske og mekaniske egenskapene til den ekte varen. Problemet? Å etterligne trelagsstrukturen har vist seg vanskelig, siden hvert lag er svært forskjellige i egenskapene.
–Man har faktisk tre forskjellige celletyper. De vokser alle med forskjellige hastigheter, forklarer Alan Smith, medforfatter av studien. –Hvis du prøver å produsere trelagsstrukturer, kan det være veldig vanskelig å møte hvert enkelt lags krav.
Suspended Layer Additive Manufacturing (SLAM)
For bedre å etterligne hudens naturlige struktur, brukte forskerne SLAM. Bioprinting-teknikken innebærer å suspendere lag av biomateriale i en gel, hvor de kan ordnes og stables i strimler mens de opprettholder dannelsen. Når det gjelder denne studien, deponerte forskerne hypodermis-, dermis- og epidermisceller i støttegelen før de vasket bort gelen, som dermed etterlot seg bare den lagdelte hudekvivalenten.
For å teste den trykte hudlappen kuttet teamet deretter et hull i en prøve av griseskinn, og fylte hullet med den trykte hudekvivalenten. Hele modellen ble dyrket i en periode på to uker, og forskerne observerte faktisk tegn på reparasjon i såret.
–Vi brukte en flekk som tillot oss å kvantifisere integrasjonen vi fikk mellom originalt materiale og vev, sier Liam Grover, medforfatter av studien. –Vi var i stand til å demonstrere en viss integrasjon selv etter en kort periode.
Selv om teamet ikke fullt ut kunne vurdere effektiviteten til den 3D-printede huderstatningen på grunn av at helbredelsesprosessen tok lengre tid enn modellen ville tillate, er de første resultatene virkelig meget lovende. De britiske forskerne har nå til hensikt å gjennomføre en lengre undersøkelse ved å bruke mer robuste modeller for kroniske sår, med det endelige målet om 3D-utskrift av trelags huderstatninger som er i stand til å helbrede ekte menneskelig hud.
