Araştırmacılar Kan Dolaşımına İzin Veren 3D Baskılı Yapay Deri Üretti
İsveçli araştırmacılar, kan damarları içeren cildi yapay olarak üretmek için iki tür 3B biyobaskı teknolojisi geliştirdiler. Bu, hasarlı cildi yenileme arayışında çığır açıcı olabilir.
Şiddetli tedavi sırasındaYanıklar ve travmalar nedeniyle cilt yenilenmesi ölüm kalım meselesi olabilir. Geniş yanıklar genellikle vücudun başka bir yerinden alınan ince bir epidermis tabakasının, yani derinin en üst katmanının nakledilmesiyle tedavi edilir. Ancak bu yöntem, sadece büyük yara izleri bırakmakla kalmaz, aynı zamanda cildi orijinal işlevsel durumuna da döndürmez. Epidermisin altındaki, kan damarları ve sinirleri içeren dermis tabakası yenilenmedikçe, normal canlı cilt olarak kabul edilemez.
İsveçli araştırmacıların çalışmaları, tıbbı canlı deriyi yenilemeye yaklaştırmış olabilir. Vaskülarize, yani kan damarları içeren kalın bir deriyi yapay olarak üretmek için iki tür 3B biyobaskı tekniği geliştirdiler. Bir teknik, hücrelerle dolu bir deri üretirken, diğeri dokuda rastgele şekilli kan damarları üretiyor. İki teknoloji de aynı soruna farklı yaklaşımlar getiriyor. Yaklaşımlar, Advanced Healthcare Materials dergisinde yayınlanan iki çalışmada özetlendi.
“Dermis o kadar karmaşık ki onu laboratuvarda yetiştiremeyiz. Tüm bileşenlerinin ne olduğunu bile bilmiyoruz,” dedi bu çalışmaya liderlik eden Linköping Üniversitesi’nde doçent ve plastik cerrahi uzmanı Johan Junker . “Bu nedenle biz ve birçok kişi, yapı taşlarını nakledebileceğimizi ve ardından vücudun dermisi kendisi üretebileceğini düşünüyoruz.”
Junker ve ekibi, kolajen, elastin ve hyaluronik asit gibi dermal bileşenler üreten fibroblast hücrelerinin, küçük süngerimsi jelatin taneciklerinin yüzeyinde kültürlenerek hyaluronik asit jeli ile kaplandığı “μInk” adlı bir biyo-mürekkep tasarladı. Bu mürekkebi 3 boyutlu bir yazıcı kullanarak üç boyutlu olarak oluşturarak, istedikleri zaman yüksek yoğunluklu hücrelerle dolu bir cilt yapısı oluşturabildiler.
Fareler üzerinde yapılan bir nakil deneyinde, araştırmacılar bu mürekkepten yapılan doku parçalarının içinde canlı hücrelerin büyüdüğünü, kolajen salgıladığını ve dermisin bileşenlerini yeniden oluşturduğunu doğruladılar. Greftin içinde yeni kan damarları da oluştu ve bu da uzun süreli doku fiksasyonu için gerekli koşulların sağlandığını gösterdi.
Kan damarları, yapay dokuların yapımında son derece önemli bir rol oynar. Bir doku modeli oluşturmak için ne kadar çok hücre kültüre alınırsa alınsın, kan damarları olmadan oksijen ve besinler tüm hücrelere eşit şekilde taşınamaz. Kan damarları olmadan ise, doku yapısı büyüdükçe dokunun merkezindeki hücreler ölür.
Araştırma ekibi ayrıca, %98’i sudan oluşan bir hidrojel ipliğinin basılıp düzenlenmesiyle yapay dokularda esnek kan damarları oluşturulmasını sağlayan REFRESH (Serbest Yüzen Askıdaki Hidrojel Filamentlerinin Yeniden Yönlendirilmesi) adlı bir teknoloji de geliştirdi. Bu iplikler, sıradan jel malzemelerden çok daha sağlamdır ve bağlandıklarında veya örüldüklerinde bile şekillerini koruyabilirler. Dahası, ezildiklerinde bile orijinal şekillerine dönmelerini sağlayan şekil hafızası özelliklerine de sahiptirler.
Özellikle, bu iplikler belirli bir enzimin etkisiyle iz bırakmadan sökülebilir. Dokuya yerleştirilen hidrojel iplikler kaybolduğunda, orijinal yerlerinde yalnızca uzun ve ince bir boşluk kalır. Bu boşluk, bir kan damarına eşdeğer bir akış kanalı olarak kullanılarak, yapay olarak oluşturulan doku içinde serbestçe bir kan damarı ağı oluşturulabilir. Bu iki teknolojiyi entegre ederek, kalın, hücrelerle dolu yapay deriye serbestçe tasarlanmış bir kan damarı ağı entegre etmek ve oksijen ve besin maddelerinin her köşeye ulaşmasını sağlamak mümkün olabilir.
Araştırmacılar ayrıca, hidrojel ipliklerini düğüm veya örgüler haline getirerek karmaşık bir 3B ağ oluşturmayı başardılar. Gelecekte, bunu bu tür işlemleri otomatikleştirmek için teknolojiyle birleştirerek, yapay bir organ boyunca bir kan damarı ağını verimli bir şekilde gerdirmenin bir yolunu hayata geçirmeyi umuyorlar.
Yara ortamında, iltihaplanma ve bakteriyel enfeksiyonun nasıl önleneceği gibi birçok belirsizlik devam etmektedir ve laboratuvarda elde edilen sonuçlar ile klinik uygulamada kullanıma sunulması arasındaki boşluğu kapatmak için bu tekniklerin dikkatli bir şekilde doğrulanması gerekecektir. Bununla birlikte, gelecekte bu teknolojiler, rejeneratif tıpta uzun süredir devam eden sorunların çözümünde çığır açıcı bir gelişme olabilir.
Derleyen: Feyza ÇETİNKOL
Kaynak: Araştırmacılar Kan Dolaşımına İzin Veren 3D Baskılı Yapay Deri Üretti