Forskare vid Katastrofmedicinskt centrum och Linköpings universitet har utvecklat en gel med levande hudceller – ett material som skulle kunna beskrivas som ”hud på spruta”. Gelen kan 3D-printas till ett transplantat och har visat lovande resultat i försök på möss. På sikt kan tekniken bli ett nytt sätt att behandla brännskador och svårläkta sår.
Hudens skyddande roll märks först vid skada och vid brännskador kan det vara livsavgörande att snabbt återställa hudbarriären.
Stora brännskador behandlas ofta med transplantation av den översta delen av huden som främst består av en enda celltyp. När endast denna del av huden transplanteras uppstår ofta kraftig ärrbildning.
Försök att återskapa läderhud
Under överhuden finns läderhuden som är ett tjockare lager med blodkärl, nerver, hårsäckar och strukturer som är viktiga för hudens funktion och elasticitet. Men att transplantera läderhuden är sällan ett alternativ eftersom ingreppet skapar ett lika stort sår som det som ska läkas.
Knäckfrågan för forskare är att skapa ny hud som inte blir ärrvävnad utan fungerande läderhud. I en studie har en lösning på problemet undersökts.
– Läderhuden är så komplicerad att vi inte kan odla den i ett labb. Vi vet inte ens alla beståndsdelar i läderhuden. Därför tänker vi, och många andra, att vi kanske kan transplantera byggstenarna och sen låta kroppen själv göra läderhuden, säger Johan Junker, forskare vid Katastrofmedicinskt centrum och docent i plastikkirurgi vid Linköpings universitet i ett pressmeddelande.
”Hud på spruta”
Bindvävsceller, fibroblaster, är den vanligaste celltypen i läderhuden och kan odlas i labb. De kan även utvecklas till specialiserade celler. Forskare låter dem växa på små porösa gelatinkulor som liknar hudens kollagen. Men i flytande form fastnar inte kulorna i såret. För att få kulorna att stanna kvar blandas de med en gel av hyaluronsyra som är ett kroppseget ämne. Med hjälp av så kallad klick-kemi binds kulor och gel ihop till en sammanhängande massa – en slags ”hud på spruta”.
– Gelen har en speciell egenskap som innebär att när den utsätts för lätt tryck så blir den lättflytande. Du kan trycka ut den genom en spruta på exempelvis ett sår, och när den kommit ut blir den geléaktig igen. Det skapar också möjligheten att 3D-printa gelen med cellerna i, säger Daniel Aili, professor i molekylär fysik vid Linköpings universitet.
Patientens egna celler odlas
I den aktuella studien har forskarna 3D-printat små puckar som placerats under huden på möss. Resultaten pekar på teknikens potential att användas för att från en minimal hudbiopsi odla patientens egna celler, som sedan 3D-printas till ett transplantat som appliceras på skadan.
– Vi ser att cellerna överlever och det är tydligt att de producerar olika ämnen som behövs för att skapa ny läderhud. Dessutom bildas blodkärl i transplantaten, vilket är viktigt för att vävnaden ska överleva i kroppen. Vi tycker att det här materialet är mycket lovande, säger Johan Junker.
Små rör för blodförsörjning
Blodkärl är avgörande för odlade vävnader och miniversioner av organ, organoider. Men hittills har bristen på blodförsörjning för transport av syre och näring till cellerna begränsat storleken på sådana vävnadsmodeller.
Men forskarna vid Linköpings universitet kan vara nära en lösning. I en annan studie beskriver de hur man tillverkar trådar av hydrogel, ett material som till 98 procent består av vatten.
– Trådarna av hydrogel blir ganska elastiska, så vi kan slå knutar på dem. Vi visar också att de kan formas till mini-rör, som vi kan pumpa vätska genom eller låta blodkärlsceller växa i, säger Daniel Aili.
De så kallade minirören – eller perfuserbara flödeskanaler – kan bana väg för att skapa blodkärl i odlade vävnader som organoider.
Vetenskapliga artiklar:
Biphasic granular bioinks for biofabrication of high cell density constructs for dermal regeneration, Advanced Healthcare Materials.
Printing and rerouting of elastic and protease responsive shape memory hydrogel filaments, Advanced Healthcare Materials.
