Innesti di pelle bioingegnerizzata che calzano come un guanto

I bioingegneri hanno sviluppato un metodo per far crescere pelle ingegnerizzata in forme tridimensionali, compreso un “guanto” di pelle senza cuciture che potrebbe essere infilato su una mano gravemente ustionata.

Se avete mai provato a impacchettare un regalo di forma strana, come un orsacchiotto, potete capire la sfida che i chirurghi devono affrontare quando innestano pelle artificiale su una parte del corpo ferita. Come la carta da regalo, la pelle artificiale viene fornita in pezzi piatti, che possono essere difficili e lunghi da cucire insieme intorno a una parte del corpo di forma irregolare.

I bioingegneri della Columbia University sembrano aver risolto questo problema ideando un modo per far crescere la pelle ingegnerizzata in forme complesse e tridimensionali, rendendo possibile la costruzione, ad esempio, di un “guanto” di cellule cutanee senza cuciture che può essere facilmente infilato su una mano gravemente ustionata.

I ricercatori hanno riportato i loro risultati in un articolo pubblicato il 27 gennaio su Science Advances.

I costrutti tridimensionali di pelle che possono essere trapiantati come ‘abiti biologici’ avrebbero molti vantaggi. Ridurrebbero drasticamente la necessità di suture, la durata degli interventi e i risultati estetici.

il principale sviluppatore Hasan Erbil Abaci, PhD, professore assistente di dermatologia al Columbia University Vagelos College of Physicians and Surgeons.

Lo studio attuale ha anche rivelato che gli innesti continui in 3D hanno proprietà meccaniche e funzionali migliori rispetto agli innesti convenzionali, assemblati a pezzi.

Impalcatura 3D

L’impalcatura 3D è un processo che prevede la creazione di innesti cutanei utilizzando una scansione laser 3D della struttura target, come una mano umana. Un modello cavo e permeabile della mano viene quindi realizzato utilizzando la progettazione assistita da computer e la stampa 3D, e l’esterno del modello viene seminato con fibroblasti cutanei e collagene. L’esterno dello stampo viene rivestito con una miscela di cheratinociti, mentre l’interno viene perfuso con mezzi di crescita per sostenere e nutrire l’innesto in via di sviluppo. L’intero processo dura circa tre settimane, in modo simile alle procedure utilizzate per la produzione di pelle piatta ingegnerizzata.

In un primo test della pelle ingegnerizzata in 3D, i costrutti composti da cellule di pelle umana sono stati innestati con successo sugli arti posteriori dei topi e gli innesti si sono completamente integrati con la pelle circostante del topo dopo quattro settimane. Tuttavia, poiché la pelle dei topi guarisce in modo diverso da quella umana, i ricercatori intendono testare gli innesti su animali più grandi con una biologia della pelle più simile a quella umana prima di condurre test clinici sull’uomo, che probabilmente sono lontani anni.

Riprogettare la pelle ingegnerizzata

Gli innesti di pelle ingegnerizzata sono stati introdotti per la prima volta all’inizio degli anni ’80, con solo due tipi di cellule, mentre la pelle umana ne ha circa 50. La maggior parte della ricerca si è concentrata sull’imitazione dei componenti cellulari della pelle umana, ma la geometria della pelle è stata trascurata. I confini o i bordi aperti degli innesti sono stati una preoccupazione per i bioingegneri, poiché la geometria è un fattore importante che influisce sulla funzione. Grazie alla disponibilità di stampanti 3D, un team di bioingegneri ha sviluppato forme 3D completamente chiuse che imitano da vicino la pelle naturale e sono meccanicamente più resistenti, migliorando significativamente la composizione, la struttura e la resistenza dell’innesto.

Il team spera di poter realizzare in futuro innesti personalizzati a partire dalle cellule del paziente stesso. Con un campione di pelle di soli 4×4 mm, è possibile coltivare e moltiplicare un numero sufficiente di cellule per creare una pelle sufficiente a coprire una mano umana. Questo nuovo approccio potrebbe offrire una soluzione per chi ha bisogno di innesti di pelle, soprattutto per chi ha subito gravi ustioni, e potrebbe anche aprire la strada alla stampa 3D per creare altri tipi di tessuti e organi complessi.

 

Lascia un commento