ابتكر المهندسون الحيويون طريقة للنمو جلد على شكل أيدي يمكن أن تساعد الجراحين عند التطعيم الاصطناعي جلد على الجزء المصاب من الجسم.
مثل ورق التغليف ، يأتي الجلد المصمم هندسيًا في قطع مسطحة ، والتي قد تكون صعبة وتستغرق وقتًا طويلاً لتجميعها معًا حول جزء غير منتظم الشكل من الجسم.
يقول باحثو جامعة كولومبيا إنهم حلوا هذه المشكلة من خلال ابتكار طريقة لتنمية الجلد الهندسي بأشكال معقدة وثلاثية الأبعاد.
سيجعل من الممكن بناء ، على سبيل المثال ، “قفاز” سلس من خلايا الجلد يمكن انزلاقه بسهولة على يد مصابة بحروق شديدة.
أبلغ الباحثون النتائج التي توصلوا إليها في ورقة بحثية حديثة نُشرت في Science Advances.
قال المطور الرئيسي حسن أربيل أباسي ، الأستاذ المساعد في طب الأمراض الجلدية في جامعة كولومبيا ، إن “تركيبات الجلد ثلاثية الأبعاد التي يمكن زرعها كـ” ملابس بيولوجية “سيكون لها العديد من المزايا”.
سوف يقللون بشكل كبير من الحاجة إلى الخياطة ، ويقللون من مدة العمليات الجراحية ، ويحسنون النتائج الجمالية ،
كشفت الدراسة الحالية أيضًا أن الطعوم ثلاثية الأبعاد المستمرة لها خصائص ميكانيكية ووظيفية أفضل من الطعوم التقليدية المقطعة معًا.
تبدأ عملية تكوين ترقيع الجلد الجديد بمسح ليزر ثلاثي الأبعاد للهيكل المستهدف ، مثل يد الإنسان. بعد ذلك ، تم تصميم نموذج مجوف ومنفذ لليد باستخدام التصميم بمساعدة الكمبيوتر والطباعة ثلاثية الأبعاد.
ثم يُزرع الجزء الخارجي من النموذج بالخلايا الليفية للجلد ، والتي تولد النسيج الضام للجلد ، والكولاجين ، وهو بروتين هيكلي.
أخيرًا ، الجزء الخارجي من القالب مغطى بمزيج من الخلايا الكيراتينية (الخلايا التي تشكل معظم طبقة الجلد الخارجية ، أو البشرة) والداخل مملوء بوسائط النمو ، التي تدعم وتغذي الطعم النامي.
وباستثناء السقالة ثلاثية الأبعاد ، استخدم الباحثون نفس الإجراءات المستخدمة في صنع جلد مسطح ، واستغرقت العملية بأكملها نفس الوقت ، حوالي ثلاثة أسابيع.
في أول اختبار للجلد الهندسي ثلاثي الأبعاد ، تم تطعيم تركيبات مؤلفة من خلايا جلد بشرية بنجاح على الأطراف الخلفية للفئران.
قال أباسي: “كان الأمر أشبه بوضع سروال قصير على الفئران”. استغرقت الجراحة بأكملها حوالي 10 دقائق ،
بعد أربعة أسابيع ، تم دمج الطعوم تمامًا مع جلد الفأر المحيط ، واكتسبت الفئران وظائف كاملة للطرف.
يشفى جلد الفأر بشكل مختلف عن جلد الإنسان ، لذلك يخطط الباحثون بعد ذلك لاختبار الطعوم على الحيوانات الكبيرة باستخدام بيولوجيا الجلد التي تتطابق بشكل وثيق مع البشر. من المحتمل أن تستغرق التجارب السريرية على البشر سنوات.
الطعوم ثلاثية الأبعاد هي أول عملية إعادة تصميم رئيسية لطعوم الجلد المهندسة منذ أن تم تقديمها لأول مرة في أوائل الثمانينيات.
بدأ الجلد المصمم هندسيًا بنوعين فقط من الخلايا ، لكن جلد الإنسان يحتوي على حوالي 50 نوعًا من الخلايا. قال أباسي إن معظم الأبحاث ركزت على تقليد المكونات الخلوية لجلد الإنسان.
أدرك أباسي وفريقه أنهم قادرون على صنع ترقيع أكثر واقعية عندما تصبح الطابعات ثلاثية الأبعاد متاحة ويمكنهم إنشاء سقالات ثلاثية الأبعاد ضرورية لصنع الجلد الهندسي.
قال أباتشي: “لقد افترضنا أن الشكل المغلق بالكامل ثلاثي الأبعاد سيحاكي جلدنا الطبيعي عن كثب وسيكون أقوى ميكانيكيًا ، وهذا ما وجدناه”.
“ببساطة ، البقاء مخلصًا للهندسة المستمرة لجلد الإنسان يحسن بشكل كبير تكوين وهيكل وقوة الكسب غير المشروع ،”
في المستقبل ، يتصور أباسي أن الطعوم يمكن أن تكون مصنوعة خصيصًا من خلايا المريض. باستخدام عينة من الجلد مقاس 4 × 4 مم فقط ، يمكن زراعة خلايا كافية ومضاعفة لتكوين ما يكفي من الجلد لتغطية يد الإنسان.
قال أباتشي: “هناك استخدام آخر مقنع يتمثل في عمليات زرع الوجه ، حيث يتم دمج جلدنا القابل للارتداء مع الأنسجة الأساسية مثل الغضاريف والعضلات والعظام ، مما يوفر للمرضى بديلاً شخصيًا لزراعة الجثث”.
أكثر: هل جل مانيكير آمن؟ دراسة جديدة تبحث في مصابيح التجفيف بالأشعة فوق البنفسجية وسرطان الجلد
المزيد: تقول دراسة جديدة أن العنب قد يقلل من فرصة الإصابة بحروق الشمس لبعض الناس
احصل على أحدث الأخبار والقصص السعيدة والتحليلات التي تحتاج إلى معرفتها والمزيد
