211service.com
Spinning Reservedele
Tynde råhvide tråde af menneskeligt cellulært materiale går i spiral omkring spindlen på en maskine, der fletter dem til et robust reb. Det lyder makabert, men inspirationen til materialet er lavet af San Francisco-baseret Cytograft Tissue Engineering , er sundhed, ikke rædsel: de biologiske tråde kunne bruges til at væve blodkarpletter og transplantater, som en patients krop let ville acceptere til sårreparation. Processen er hurtigere og kunne være mere omkostningseffektiv end andre metoder til fremstilling af biologiske vævserstatninger.
Meget af nutidens vævsteknologi afhænger af biologisk nedbrydelige, men syntetiske stilladser til celler, der vil genopbygge et stykke organ eller væv. Typisk bliver stilladset til sidst ødelagt af kroppen. Cytografts vævede væv ser dog ud til at forblive i kroppen og blive befolket med celler. For lang tid siden besluttede vi, at vi skulle lave stærke væv uden stilladser, siger Nicolas L'Heureux, Cytografts medstifter og videnskabelige chef. Når først du får det i kroppen, ser din krop det ikke som fremmed.
Virksomheden udviklede den menneskelige tekstil-idé fra tidligere arbejde ved at bruge ark af biologisk materiale til at rekonstruere blodkar. Dybest set dyrker forskere menneskelige hudceller i en kulturkolbe under forhold, der tilskynder cellerne til at lægge et ark af det, der er kendt som ekstracellulær matrix - et strukturelt materiale produceret af dyreceller, der udgør vores bindevæv. Cytograft kan høste disse ark fra dyrkningskolberne og derefter rulle dem til rør, der bliver erstatningsblodkar. Blodkar produceret på denne måde bliver stadig testet - men de har fungeret godt, uden tegn på afstødning, hos nogle få patienter i Europa og Sydamerika.
Rulningsprocessen er dog dyr og tidskrævende, blandt andet fordi celler skal bruges til at smelte røret sammen, så det er robust nok til transplantation. At skære arkene i tynde bånd, der kan spoles til tråde, gør det muligt at bruge automatiserede væve- og flettemaskiner til at skabe tredimensionelle strukturer, der ikke kræver sammensmeltning.
Cytografts teknik trækker på en lang historie med medicinske tekstiler, som typisk er fremstillet med syntetiske fibre som polyester. At skabe tekstiler er en gammel og kraftfuld teknik, og det er spændende at kombinere det med biomaterialer, fordi det har så meget mere alsidighed end arkmetoden, siger Christopher Breuer , en kirurg, videnskabsmand og vævsingeniør ved Yale School of Medicine. Forestillingen om at lave blodkar eller mere komplekse former som hjerteklapper eller plastre til hjertet er meget lettere at gøre med fibre, siger han. Hvis du kan lave fibre af enhver længde, så er der ingen grænse for størrelsen eller formen, du kan lave.
Biologiske fletninger: En maskine fletter sammen 48 tråde af menneskeligt ekstracellulært materiale.
Cytograft har længe fokuseret på at bygge erstatningsblodkar til mennesker, der har brug for dialyse, som renser blodet hos patienter med nyresvigt. Denne behandling er alvorligt skadelig for den vene (normalt i underarmen), hvorigennem patientens blod overføres.
Cytograft tester endnu ikke sine vævede blodkar hos patienter, men det har tilnærmet behovene hos dialysepatienter hos hunde med kartransplantater implanteret i deres ben. Det prækliniske hundearbejde har vist, at transplantaterne er modstandsdygtige over for punkteringsskader, og at meget lidt blod siver fra vævningen, siger L’Heureux.
Cytografts implantater forbliver intakte efter måneder, hvilket tyder på, at kroppen accepterer transplantaterne og ikke forsøger at nedbryde dem. Andre materialer bliver ombygget meget aggressivt, siger L'Heureux. Med vores væv er det så uskadeligt, at kroppen ikke ser en fare.
Det skyldes delvist, at Cytografts implantater ikke indeholder celler. Selvom virksomhedens tidligere implantater var lavet af ekstracellulær matrix produceret fra en patients egne celler, kan dets forskere nu høste materialet fra celler, der ikke er relateret til den person, der modtager transplantatet, og fjerne donorcellerne fuldstændigt. Vi har ikke brug for cellerne, siger L'Heureux. Cellerne kan komme fra patienterne efter implantation.
Uden fremmede celler til at advare en patients immunsystem, kunne virksomheden producere blodkar i forvejen til brug for enhver patient. Sådanne erstatningsfartøjer ville være billigere og lettere tilgængelige end hvad der er tilgængeligt i dag. En af Cytografts største fordele vil være tilgængelighed fra hylden, siger Breuer.
Virksomheden arbejder også på en teknik, hvor de celleproducerede plader bearbejdes til partikler i stedet for tråde. De biologiske bits kan derefter støbes sammen, siger L'Heureux, hvilket giver vævsingeniører to fordele. At støbe partiklerne sammen efterlader et komplekst netværk af kanaler - præcis det vævsingeniører skal bruge for til sidst at producere noget som en lever, bugspytkirtel eller nyre. Med det meste af anden teknologi er der ingen garanti for, at kanalerne bliver vedligeholdt, siger L’Heureux. Partiklerne kunne også injiceres, siger han, hvilket kunne tilføje volumen til væv til kosmetiske eller rekonstruktive formål.