پوست مصنوعی سه بعدی ساخته شد

در حالی که پوست مصنوعی زیستی برای افرادی مانند قربانیان سوختگی نویدبخش است، این ماده تاکنون تنها در ورقه های صاف تولید شده است.اکنون دانشمندان روشی برای ساخت این پوست مصنوعی در اشکال سه بعدی ابداع کرده اند که می تواند مانند یک تکه لباس روی بدن بلغزد.

به گزارش تکناک، اگرچه ورقه‌های صاف پوست مصنوعی (artificial skin) که به صورت زیست شناسی مهندسی شده است ممکن است برای پیوند روی قسمت‌های نسبتاً صاف و بدون برجستگی بدن خوب عمل کنند، اما برای نواحی پیچیده‌تر مانند دست‌ها به خوبی کار نمی‌کنند. در چنین مواردی، معمولاً چندین ورق از این پوست مصنوعی سه بعدی باید به هم بخیه شوند تا تمام گوشه ها و زوایا را در خود جای دهد. این یک فرآیند پر زحمت و وقت گیر است.

در یک پروژه تحقیقاتی به رهبری پروفسور حسن اربیل آباچی، تیمی از دانشگاه کلمبیا، به دنبال ایجاد یک جایگزین سازگارتر است.

سیستمی که آنها ایجاد کردند با یک اسکن سه بعدی روی قسمتی از بدن که نیاز به پیوند دارد، شروع می شود. این اسکن برای چاپ سه بعدی یک مدل توخالی، نفوذپذیر و در اندازه واقعی قطعه استفاده می شود.

سپس، قسمت بیرونی مدل با سلول‌های فیبروبلاست پوست (که بافت همبند پوست را تولید می‌کنند)، کلاژن (که ساختار پوست را تامین می‌کند) و سلول‌های کراتینوسیت (که لایه بیرونی پوست را تشکیل می‌دهند) کاشته می‌شود. داخل مدل محیط های رشد پرفیوژن شده دارد که سلول های واقع در خارج را تغذیه می کند.

هنگامی که آن سلول ها به پوست واقعی تبدیل شدند، آن پوست مصنوعی به صورت یک قطعه سه بعدی از مدل جدا می شود، روی قسمت واقعی بدن که برای آن ساخته شده است کشیده می شود و در جای خود بخیه می شود. حدود سه هفته طول می کشد تا پوست به این روش رشد کند، که تقریباً همان مدت زمان لازم برای رشد ورقه های تخت سنتی است.

مطالعاتی آزمایشگاهی که تاکنون انجام شده است، پیوندهای سه بعدی ساخته شده از سلول‌های پوست انسان با موفقیت روی پاهای عقب موش به کار رفت. خود جراحی تنها حدود 10 دقیقه طول کشید و پیوندها پس از چهار هفته به طور کامل با پوست اطراف موش ادغام شدند. علاوه بر این، پیوندهای یک تکه نسبت به زمانی که از چندین ورق به هم دوخته شده استفاده می شود از نظر مکانیکی قوی‌تر بودند.

نیازی به گفتن نیست که قبل از انجام آزمایشات انسانی، تحقیقات بسیار بیشتری باید انجام شود. با این وجود، امید است که بیماران در نهایت بتوانند چنین پیوندهایی را که از سلول های خودشان رشد می کنند، دریافت کنند. حتی این امکان وجود دارد که این فناوری بتواند جایگزین بهتری برای پیوند صورت باشد که در حال حاضر از بافت صورت برداشت شده از جسد استفاده می‌کند.

آباچی گفت: ساختارهای پوست مصنوعی سه بعدی که می توانند به عنوان “لباس بیولوژیکی” پیوند شوند، مزایای زیادی خواهند داشت. آنها به طور چشمگیری نیاز به بخیه را به حداقل می‌رسانند، طول جراحی را کاهش می‌دهند و نتایج زیبایی را بهبود می‌بخشند.

این تحقیق اخیراً در مقاله ای در مجله Science Advances منتشر شده است.