この研究室で育てられた皮膚は、移植に革命を起こす可能性があります

ブレークスルーは議論を開始しました： 私たちは今何を作りますか？ ある派閥は顔を大きくしたかったのですが、手を試したかった派閥が勝ちました。 彼らは、手首を切り開き、手袋のように滑り込ませて縫合できる 5 本指の構造を想像しました。 「手首の周りに包帯を巻くだけで済みます。それが手術になります」と Abaci 氏は言います。

そこでラボは、砂糖の包みほどの大きさの 5 本指の足場を印刷し、以前と同じように細胞を準備してから、従来の移植片と比較して「縁のない」構造がどれだけ持ちこたえるかをテストしました。 機械的ひずみ試験では、エッジのない構造はフラット パッチを最大 400% 上回っています。 顕微鏡画像は、健康でより正常な細胞外マトリックス、つまり組織に構造を提供するタンパク質と分子のネットワークを明らかにしました。 このマトリックスには、ヒアルロン酸などの分子が多く、細胞のレイアウトがより現実的でした。 Abaci 氏は喜んでいましたが、驚いていました。 他には何もありません。」 彼は、この方法は、細胞が自然に囲まれた方法で成長できるため、より正常な代替皮膚を作成するのに適していると考えています.

しかし、このような皮膚移植は実際に可能でしょうか? 取った? Pappalardo のマウスのデモンストレーション (彼が最終的に 11 回行った) は、そのことを示唆しています。 平らな移植片で同じ手術を行うことはできませんでした。 領域の形状が非常に複雑であるため、彼はマウスの後肢を試すことにしました。 4 週間後、皮膚置換はマウスの周囲の皮膚に完全に統合されました。

カーネギー メロン大学の生物医学エンジニアである Adam Feinberg は、次のように述べています。 「私たちは、これらのテクノロジーがより広く利用できるようになる道を進んでいます。 最終的には、あと 10 年ほどで、怪我や病気の後に人体を修復する方法が大きく変わるでしょう。」

彼は、彼らがどのようにして皮膚に血管新生をもたらし、血管の成長を助けることができるかに特に興奮しています. これは、糖尿病性潰瘍を持つ人々にとって大きな恩恵となる可能性があります. 「血管新生は、組織を生かしておくものです」と Feinberg 氏は言います。そもそも人々が糖尿病性潰瘍になる理由の 1 つは、組織の血液循環が低下することです。 “もしも [engineers] 組織の血管の質を改善することができれば、より多くの成功を収める可能性があります」と彼は言います。

ジョンズ・ホプキンス大学の形成外科医であり組織工学者であるサシャンク・レディは、患者の体のどこかから大量の組織を移植するのではなく、非常に小さな生検材料からこれらの構造を成長させることもできると指摘しています。 「誰かの前腕全体の表面を作り直さなければならなかったとしましょう。それは、背中や太ももなど、身体の他の場所から借りなければならない皮膚がたくさんあります」と Reddy 氏は言います。 その組織を取り除くと、それが採取された「ドナー部位」に欠陥が生じます。 「このアプローチのもう 1 つの利点は、形状だけでなく、ドナー部位の欠損を免れることです」と彼は続けます。

また、シャーマン氏は、1 時間で行える移植は、脆弱な患者に大量の麻酔を必要とする 4 時間から 11 時間かかる今日の移植手術よりも大幅に改善されていると述べています。 「これは大きな前進となる可能性があります」と Sherman 氏は言います。

それでも、新しい構造は、外科医が使用できるようになる前に、臨床試験などのいくつかのハードルをクリアする必要があると Reddy は言います。 人工組織を患者に移植しようとした企業は多くありません。 昨年、呼ばれた人 3DBio 細胞から印刷された人間の耳を移植しました。

Reddy は、この組織には、毛包や汗腺など、実際の皮膚のいくつかの構成要素が欠けていると指摘しています。 「人々はこれらを「持っていると便利」と考えることができますが、肌を固定する上で非常に重要です」と彼は言います. 肌の色合いに合わせて、肌の色素も組み込むことが重要です。 しかし、彼はこれらのアドオンが実現可能であると楽観的であり、マウスで行われた薬物試験よりも、マウスでの外科的デモの方が人間に簡単に適用できると述べています. 「生物学には常に驚きがありますが、それが再現されると言っても過言ではありません」と彼は言います。 「これは、根本的な発見の問題というよりも、エンジニアリングの問題です。」

Abaci は、この人工皮膚を医薬品や化粧品の試験、皮膚の基礎生物学の研究に使用できる可能性があると考えています。 しかし、彼の主な魅力は移植を作成することです。理想的には、単一のウェアラブル ピースとして使用でき、筋肉、軟骨、または脂肪を専門とする他の研究グループの助けを借りて設計される可能性がある移植です。

その間、彼のグループは、成人男性の手のような、より大きな構造の作成に取り組んできました。 (彼らは、4500 万個の線維芽細胞と 1800 万個のケラチノサイトを培養するのに十分な組織を得るのに、わずか 4 ミリの生検が必要だと考えています。) 彼らはまた、足場を廃止し、実際の組織の印刷を開始する予定です。 これにより、いくつかの手順が省略されるだけでなく、さまざまな場所で皮膚の厚さと機能をより詳細に制御できるようになります.

組織工学者は、このような新しいアプローチが臨床に役立つと確信しています。 「それは本当に問題になりつつあります いつ これは利用可能でしょうか」と Feinberg 氏は言います。 もしも。」