به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، برای قربانیان سوختگی و بیمارانی که زخم‌هایی از هر سه لایه پوست آسیب دیده دارند، گزینه های درمانی محدود است. چاپ زیستی یک روش جایگزین امیدوارکننده برای تولید جایگزین‌های پوست است زیرا می‌تواند سازمان‌دهی ساختاری پوست را در لایه‌های بیومیمتیک در شرایط آزمایشگاهی تکرار کند. در همین راستا آنتونی آتالا یک جراح و مهندس زیست پزشکی است که مهندسی بافت را در موسسه پزشکی احیا کننده ویک فارست مطالعه می‌کند و در این حوزه فعالیت دارد، گفت «به عنوان یک جراح هیچ چیز ویرانگرتر از حضور در اتاق عمل و نداشتن بافت مورد نیاز برای بازسازی نیست». بنابراین در راستای حل این مشکل قدم برداشتیم و اکنون، در مطالعه‌ای که اخیراً در Science Translational Medicine منتشر شده است، آتالا و همکارانش پوست کاملاً چند لایه و کاملاً کارآمد را چاپ سه بعدی کردند. این تیم پوست چاپ زیستی خود را به مدل‌های حیوانی پیوند زدند و مشاهده کردند که بسته شدن زخم را بهبود بخشید و جای زخم را کاهش داد و یک جایگزینی بالقوه برای درمان زخم‌های بزرگ در بیماران ارائه کرد.

پیوند پوست

پوست انسان از اپیدرم، درم و هیپودرم تشکیل شده است. پیوند پوست برای هزاران سال بخشی از درمان زخم‌های حاد و مزمن بوده است. در واقع از این پیوند ترمیمی برای بستن نقایص پوستی، پیوندهای اتولوگ هم به عنوان جایگزینی بافت و هم به عنوان یک محرک دارویی برای بهبود زخم‌های مزمن استفاده می‌کنند. هدف این درمان‌ها بسته شدن زخم با بهبود عملکردی پوست است. این در حالی است که در زخم‌های حاد، زمانی که از پیوندهای پوستی با ضخامت کامل (FTSGs) در ناحیه تحت درمان استفاده می‌شود، می‌توان انتظار بهبود بیشتری در نتیجه زیبایی داشت.

ایجاد پوست‌های چند لایه با روشی مدرن

تیم آتالا قبلاً موفق شده بود که با دست لایه‌های تکی را از پوست بسازد. اما آنها به زودی دریافتند که استفاده از روش مشابه برای پوست‌های ضخیم برای تعمیم به تمام کلینیک‌ها بیش از حد دست و پا گیر و زمان بر است. آتالا گفت: «ما متوجه شدیم که باید واقعاً شروع به خودکارسازی فرآیند کنیم. این زمانی بود که ما شروع به بررسی پرینت سه بعدی به عنوان یک روش بالقوه برای انجام این کار کردیم.» اولین و اصلی ترین چالش این تیم به دست آوردن و پرورش انواع مختلف سلول‌های سازنده پوست بود. "این کار بسیار سنگینی بود که همه این انواع سلول‌های مختلف در حال رشد و گسترش همزمان باشند و اطمینان حاصل کنید که می‌توانید آنها را ترکیب کنید و سپس آنها را به گونه‌ای چاپ کنید که بتوانید زنده ماندن سلول‌ها را به حداکثر برسانید. آنها طی سال‌ها آزمون و خطا به روشی دست یافتند که شامل کشت رده‌های سلولی منفرد پوست به طور جداگانه در شرایط آزمایشگاهی و سپس آنها در نسبت‌های خاص در یکی از سه کارتریج بیواینک که هر کدام مربوط به یکی از سه لایه پوست بود، مخلوط کردند. پس از چاپ، همه انواع سلول‌ها در لایه‌های پوست مربوطه خود به صورت موضعی باقی ماندند و ساختار پوست طبیعی را شبیه‌سازی کردند.

چاپ انواع سلول‌های متعدد

آخیلش گهاروار، مهندس زیست پزشکی در دانشگاه A&M تگزاس که در این مطالعه شرکت نداشت، گفت: «این یک دستاورد بزرگ است که آنها می‌توانند این سه لایه را چاپ کنند. هنگامی که نواع سلول‌های مختلف با یکدیگر ارتباط برقرارمی‌کنند، منجر به سیگنال دهی پاراکرین می‌شود که برای بهبود زخم بسیار مهم است. گهاروار گفت، قبل از مطالعه جدید، محققان در این زمینه قادر به چاپ انواع سلول‌های متعدد نبودند.

پیوند به حیوانات

تیم آتالا در مرحله بعدی یک سری آزمایش را انجام داد تا ببیند آیا پوستی که چاپ کردند مانند پوست معمولی عمل می‌کند یا خیر. آنها تایید کردند که پوست بیوپینت‌شده تحت مرگ سلولی لایه‌ای خاص قرار می‌گیرد که فرآیندی حیاتی برای بلوغ پوست است. آنها سپس پوست بیوپینت‌شده‌شان را به مدل‌های موش پیوند زدند، جایی که دریافتند زخم‌هایی که با پوست بیوپینت‌شده درمان می‌شوند، در مقایسه با زخم‌هایی که با هیدروژل ساده یا زخم‌های درمان‌نشده درمان می‌شوند، نصف زمان برای بسته شدن طول می‌کشد. پیوندهای چاپ شده زیستی آنها همچنین قادر به تشکیل ساختارها و برجستگی‌های عروقی کوچکی بود که در زخم‌های درمان‌شده با هیدروژل و درمان‌نشده وجود نداشتند، که این خود تأیید می‌کند که بهبود زخم بر اساس پوست است و نه بافت اسکار. آتالا گفت: «شما به آن عروق اولیه نیاز دارید تا مطمئن شوید که بافت [با سرعت] طبیعی و به شیوه ای طبیعی رشد می کند. "این بسیار بسیار مهم است."

نتایج کسب شده

ساختار پوست چاپ شده آنها نیز باعث سریع سبب تسریع و بهبود زخم شد. در پوست سالم انسان، الیاف کلاژن روی هم قرار می‌گیرند و در یک نوع بافت سبد بافته می‌شوند. پس از 90 روز بهبودی، الیاف کلاژن در پیوندهای پوستی چاپ‌شده‌ی زیستی آن‌ها این ساختار سبد بافی را منعکس می‌کرد، در حالی که الیاف کلاژن در هیدروژل و زخم‌های درمان‌نشده موازی با یکدیگر باقی ماندند. رنگ‌آمیزی ایمونوفلورسانس بعداً نشان داد که سلول‌های پوست میزبان به داخل زخم‌های درمان‌شده با پوست بیوپرینت‌شده حرکت می‌کنند، اما خارج از هیدروژل و زخم‌های درمان‌نشده باقی می‌مانند، به این معنی که تنها پیوند چاپ‌شده زیستی با موفقیت با پوست طبیعی ادغام می‌شود.

پیوندهای پوستی را برای مدل‌های خوک

آتالا گفت: «این یک شبه نبود. "کاش می‌توانستم بگویم فقط یک لحظه یورکا وجود داشت، اما واقعاً کار زیادی بود." در نهایت، تیم آتالا با استفاده از سلول‌های هر حیوان، پیوندهای پوستی را برای مدل‌های خوک چاپ کرد. بسیاری از [انگیزه‌های این کار] به استفاده از سلول‌های خود بیمار برای ایجاد بافت‌هایی است که در همان بیماران قرار می‌گیرند، بنابراین [که] شما چالش‌های زیادی برای استفاده از بافت‌های خارجی نداشته باشید. یا با استفاده از دستگاه‌هایی که واقعاً به آنجا تعلق ندارند. پیوند اتولوگ همان نشانگرهای زیستی را برای یکپارچگی پوست و تسریع بهبودی نشان داد و یک درمان دائمی التیام زخم را ارائه داد که از سلول‌های خود افراد مورد استفاده قرار گرفت.

گام بعدی مطالعه

گهاروار گفت: «کاری که آتالا و تیمش انجام داده اند شگفت انگیز است، راهگشا است. گام بعدی ادغام فولیکول‌های مو، انتهای عصبی یا غدد عرق خواهد بود. آتالا و تیم او در حال حاضر در حال کار بر روی گسترش کارنامه چاپ سه بعدی خود به انواع بافت‌های دیگر هستند، از ساختارهای مسطح مانند پوست به ساختارهای لوله ای مانند مجرای ادراری حرکت می‌کنند و در نهایت به دنبال بازسازی اندام‌های جامد هستند. در همین حال، آنها به طور فعال در تلاش هستند تا دستورالعمل‌های نظارتی را رعایت کنند و برنامه‌هایی دارند که روزی پوست چاپ‌شده زیستی خود را وارد کلینیک کنند. آتالا گفت: هدف این است که واقعاً به کار روی این فناوری‌ها ادامه دهیم تا بیماران بتوانند از آن بهره ببرند.

پایان مطلب/.