Ζωντανός ιστός δέρματος από τρισδιάστατο εκτυπωτή θα μπορούσε στο μέλλον να χρησιμοποιηθεί για τη μελέτη χρόνιων φλεγμονωδών δερματικών παθήσεων όπως η ψωρίαση, η νευροδερματίτιδα ή η ακμή, αντικαθιστώντας τα πειράματα σε ζώα.

Αυτό δείχνουν ερευνητές της Βιέννης σε ανασκοπικό άρθρο για τις εξελίξεις στη βιοεκτύπωση, που δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό "Advanced Healthcare Materials". Με ειδικά σχεδιασμένες "βιο-μελάνες" ανέπτυξαν μοντέλα που επιτρέπουν τη μελέτη της ψωρίασης, φλεγμονών και αγγειακών βλαβών.

Παρότι περίπου το ένα τέταρτο του ευρωπαϊκού πληθυσμού πάσχει από χρόνιες φλεγμονώδεις δερματικές νόσους, οι διαθέσιμες θεραπείες παραμένουν περιορισμένες. Ένας λόγος είναι η δυσκολία στη μελέτη αυτών των παθήσεων. Τα πειράματα σε ζώα συχνά δεν αποδίδουν αξιόπιστα αποτελέσματα λόγω των διαφορών με το ανθρώπινο δέρμα και εγείρουν, επιπλέον, σοβαρά ηθικά ζητήματα.

Οι υπάρχουσες μέθοδοι παραγωγής δειγμάτων που προσομοιάζουν το ανθρώπινο δέρμα παρουσιάζουν σημαντικά μειονεκτήματα. Όπως αναφέρει ο συν-συγγραφέας Γκέοργκ Στάρι από την Πανεπιστημιακή Κλινική Δερματολογίας του Ιατρικού Πανεπιστημίου της Βιέννης, σε αυτά περιλαμβάνονται η περιορισμένη δυνατότητα ελέγχου της χωρικής δομής του ιστού, η μικρή διάρκεια ζωής, το υψηλό εργασιακό κόστος και η χαμηλή αναπαραγωγιμότητα.

Στο TU Wien υποστηρίζουν ότι τα προβλήματα αυτά μπορούν να ξεπεραστούν με τη μέθοδο της τρισδιάστατης εκτύπωσης, όπως τόνισε ο συν-συγγραφέας Αλεξάντρ Οβσιανίκοφ, επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας "3D Printing and Biofabrication". "Κατασκευάζουμε τρισδιάστατο ιστό, στρώμα προς στρώμα, από ζωντανά κύτταρα, βιοπολυμερή και προσεκτικά επιλεγμένα υλικά", ανέφερε.

Για τον σκοπό αυτό δημιουργείται ένα παχύρρευστο βιο-μελάνι από κύτταρα και υδρογέλη, το οποίο εναποτίθεται σε μικροσκοπικές σταγόνες, παρόμοια με τη λειτουργία ενός εκτυπωτή inkjet. Έτσι επιτυγχάνεται πολύ μεγαλύτερος έλεγχος του τελικού αποτελέσματος σε σχέση με τις έως τώρα μεθόδους. Η υδρογέλη βασίζεται στη ζελατίνη, υλικό που προέρχεται από το κολλαγόνο και έχει τροποποιηθεί χημικά ώστε να είναι σταθερό και κατάλληλο για βιοεκτύπωση, εξήγησε η πρώτη συγγραφέας, Αντρέα Ουγιόα-Φερνάντες, στο Αυστριακό Πρακτορείο Ειδήσεων.

Ανάλογα με την ασθένεια που πρόκειται να μελετηθεί, απαιτούνται ειδικά σχεδιασμένες βιο-μελάνες. Έτσι, οι ερευνητές του TU Wien ανέπτυξαν μοντέλο για την ψωρίαση: για το υγιές δέρμα χρησιμοποίησαν δερματικούς ινοβλάστες και επιδερμικά κερατινοκύτταρα, ενώ η ψωρίαση προκλήθηκε μέσω προφλεγμονωδών ιντερλευκινών ή ανοσοκυττάρων.

Ακόμη και δομές με αιμοφόρα αγγεία μπορούν να εκτυπωθούν τρισδιάστατα, ώστε να μελετηθούν, για παράδειγμα, αγγειακές βλάβες που σχετίζονται με τον διαβήτη.

Το τρισδιάστατα εκτυπωμένο μοντέλο ιστού χρειάζεται και το κατάλληλο περιβάλλον για να αποδώσει ρεαλιστικά αποτελέσματα. |"Καλλιεργούμε το μοντέλο μας σε διεπιφάνεια αέρα-υγρού", εξήγησε η Ουγιόα-Φερνάντες.

Ο ιστός τροφοδοτείται από κάτω με θρεπτικά συστατικά μέσω του καλλιεργητικού μέσου, ενώ η επάνω επιφάνεια εκτίθεται στον αέρα, επιτρέποντας –όπως στο ανθρώπινο σώμα– τη σωστή ωρίμανση της επιδερμίδας.

Προς το παρόν τα μοντέλα δεν χρησιμοποιούνται ακόμη σε προκλινικές μελέτες, ωστόσο, όπως επισημαίνουν οι ερευνητές, το ενδιαφέρον της βιομηχανίας είναι ήδη μεγάλο.

Πηγές:
Advanced Healthcare Materials

Ειδήσεις υγείας σήμερα
Πώς τα νανουρίσματα βοηθούν μωρά σε ΜΕΘ και γονείς
Οδοντίατροι: Προσοχή σε παραπλανητικές διαφημίσεις: Τα εμφυτεύματα δεν καλύπτονται από τον ΕΟΠΥΥ
Τυριά με πολλά λιπαρά: Μπορούν να προστατεύσουν από την άνοια;