Artık tasarlanmış cilt dokusu üzerinde 3D baskı yapabilir ve saç yetiştirebilirsiniz

Artık tasarlanmış cilt dokusu üzerinde 3D baskı yapabilir ve saç yetiştirebilirsiniz

Rensselaer Politeknik Enstitüsü'nde çığır açan bir gelişmeyle bilim insanları, laboratuvarda yetiştirilen insan derisi dokusunda başarılı bir şekilde 3D yazıcıyla saç folikülleri bastı.

Science Advances dergisinde yayınlanan araştırma, cilt mühendisliğinde önemli bir ilerlemeyi temsil ediyor ve rejeneratif tıpta yeni yollar açıyor.

Kimya ve biyoloji mühendisliği alanında doçent ve Rensselaer'in Shirley Ann Jackson, Ph.D. üyesi Dr. Pankaj Karande tarafından yönetilmektedir. Biyoteknoloji ve Disiplinlerarası Çalışmalar Merkezi'ndeki ekibin çalışması, insandan türetilmiş hücreleri kullanarak saç foliküllerini yeniden yapılandırmanın tarihsel zorluğunu ele aldı.

Dr. Karande yaptığı açıklamada, "Çalışmamız, saç folikülü yapılarının 3D biyobaskı kullanılarak son derece hassas ve tekrarlanabilir bir şekilde oluşturulabileceğinin bir kanıtıdır" dedi. "Gelecekte cildin biyo-üretimini mümkün kılmak için bu tür otomatik süreçlere ihtiyaç var."
Çalışma, üç boyutlu ortamların yeni saç köklerinin veya gövdelerinin oluşumunu teşvik edebileceğini öne süren önceki araştırmalara dayanıyor.

Cildin ötesinde derin

Saç kökleri başlangıçta kozmetik ve gereksiz gibi görünse de hayati fonksiyonları yerine getirir. Bu mikroskobik yapılar ter üreterek vücut sıcaklığının düzenlenmesinde önemli bir rol oynar. Dahası, saç folikülleri cildin iyileşmesi için gerekli olan kök hücreleri barındırır.

Cilt mühendisliğine yönelik mevcut modeller saç foliküllerinin karmaşıklığından yoksundur. Carolina Catarino, Ph.D. ve çalışmanın baş yazarı, foliküllerin bu modellere dahil edilmesinin, cildin topikal ürünlerle nasıl etkileşime girdiğinin daha derinlemesine anlaşılmasını sağlayabileceğini vurguladı.

Araştırmacılar hücresel düzeyde çalışacak şekilde uyarlanmış 3D baskı tekniklerini kullandılar. Süreç, yeterli miktarda yazdırılabilir hücre elde edilene kadar laboratuvarda cilt ve folikül hücrelerinin yetiştirilmesini içerir.

Bu hücreler daha sonra proteinlerle birleşerek yazıcının kullandığı bir "biyo-mürekkep" oluşturur. Son derece ince bir iğne kullanan yazıcı, biyo-mürekkebi katman katman bırakarak tüy hücresi birikimi için kanallar oluşturuyor. Cilt hücreleri, doğal ciltte bulunan folikül yapılarını kopyalayarak bu kanallara göç eder.

Geleceğe bakmak

Tasarlanmış dokuların şu anda iki ila üç haftalık bir ömrü vardır ve bu da saç tellerinin gelişimini sınırlamaktadır. Dr. Karande'nin ekibi bu sürenin uzatılarak saç köklerinin daha da olgunlaşmasına olanak sağlamayı öngörüyor. Bu, ilaç testi ve deri greftlerindeki uygulamalar için uzun bir yol kat edebilir ve 3D baskılı, tamamen işlevsel saçlı derinin potansiyelini ortaya çıkarabilir.

“Dr. Shirley Ann Jackson'ın direktörü Ph.D. Deepak Vashishth, Karande'nin laboratuvarı cilt dokusu mühendisliğinde ön saflarda yer alıyor" dedi. Biyoteknoloji ve Disiplinlerarası Çalışmalar Merkezi. "Ekip halihazırda çalışan kan damarlarına sahip cildi başarılı bir şekilde bastı ve bu son araştırma, yanıklar ve diğer cilt rahatsızlıkları için daha iyi tedavilerin geliştirilmesi ve test edilmesinde heyecan verici bir sonraki adımdır."

Dean Shekhar Garde, bu araştırmanın etkisini kabul etti ve ekibin çalışmasını "RPI araştırmacıları tarafından mühendislik ve yaşam bilimleri arayüzünde kaydedilen ilerlemelerin insan sağlığına etkisi olan harika bir örnek" olarak nitelendirdi.

Bu yeni çalışma, yalnızca tasarlanmış ciltte saç büyümesi potansiyelini ortaya çıkarmakla kalmıyor, aynı zamanda rejeneratif tıp ve dermatolojik testlerde dönüştürücü gelişmelere de zemin hazırlıyor. Bilim insanları ayrıca yaşlanan saçların yeniden çıkmasını sağlamak için kök hücreleri araştırıyor. Bir zamanlar bilimkurgu alanına itilen şey artık gerçek oldu.

Çalışma Özeti

Mevcut yaklaşımlar, saç folikülleri gibi karmaşık adneksiyal yapıları, doku mühendisliğiyle üretilmiş cilt modellerine yeterince dahil etmekte başarısız oluyor. Burada, bu yapıları tasarlanmış cilt dokularına dahil etmek için 3 boyutlu biyobaskı kullanımının kullanımını rapor ediyoruz. Dermal papilla hücrelerinin (DPC'ler) ve insan göbek damarı hücrelerinin (HUVEC'ler) basılmasıyla indüklenen sferoidler, fibroblastlar içeren önceden jelleştirilmiş bir dermal katman içine tam olarak basılmıştır.

Ortaya çıkan doku, olgunlaşmanın ardından, keratinositlerin ve melanositlerin göçüyle desteklenen saç folikülü benzeri yapılar geliştirdi ve bunların morfolojisi ve bileşimi, doğal cilt dokusununkini büyük ölçüde taklit etti. Doğal adneksiyal yapıları daha iyi taklit eden, artan karmaşıklığa sahip yeniden yapılandırılmış cilt modelleri, kimyasal bileşiklerin güvenliğini test etmek için greftler ve etkinlik modelleri olarak rejeneratif tıp üzerinde önemli bir etkiye sahip olabilir.

Kaynak: Interesting Engineering