Hoe Een In Een Laboratorium Gekweekte Huid Werkt

{h1}

Een door een laboratorium gekweekte huid kan de overlevingskansen van iemand met een ernstige brandwond in de derde graad verbeteren. Zie hoe de huid van het laboratorium wordt gemaakt en hoe het werkt.

Vuur is de ultieme bijbelse straf. God vernietigde de steden Sodom en Gomorra met een regen van vlammen en zwavel, en de meeste beelden van de hel omvatten beloften van hetzelfde. Ongeacht je geloof of interpretatie van de Schrift, het is moeilijk te ontkennen dat er een behoorlijk krachtige boodschap wordt verzonden. Immers, zelfs in dit leven is een brandwond een van de meest helse dingen die een lichaam kan verduren.

Tot enkele decennia geleden heeft het lichaam dergelijke trauma's meestal niet doorstaan. De meeste mensen stierven aan ernstige brandwonden in de derde graad, waarbij zowel de bovenste als onderste huidlagen (de opperhuid en huid, respectievelijk), worden vernietigd. Artsen kunnen het overlevingspercentage van een brandwondslachtoffer voorspellen door de leeftijd van de persoon toe te voegen aan het percentage van het lichaam dat is bedekt met brandwonden, wat betekent dat als een 50-jarige man binnenkwam met 60 procent van zijn lichaam verbrand, hij een kans van 110 procent had op doodgaan [bron: Smith].

De huid, ondanks dat hij slechts enkele millimeters dik is, dient een groot aantal essentiële functies die verder gaan dan alleen maar iets geven om in de spiegel te bekijken. Het grootste orgaan van het lichaam houdt onze lichamen gehydrateerd, reguleert de lichaamstemperatuur en beschermt tegen bacteriële infecties. Een brandwondslachtoffer heeft niet alleen voortdurend pijn, maar loopt ook risico op uitdroging, infectie, verlaagde bloeddruk en shock als het lichaam zijn vitale vocht verliest.

In de afgelopen decennia zijn er veel vorderingen gemaakt bij de behandeling van slachtoffers van brandwonden, zodat artsen geen vreselijk nieuws meer hoeven te geven over de overweldigende overlevingskans. Een cruciale stap voorwaarts in de jaren zeventig was de beslissing om het verbrande huidweefsel zo snel mogelijk na het verbranden van het slachtoffer weg te snijden, zodat de dode huid geen levensbedreigende bacteriën kon bevatten. De excisie is een bloederige procedure en artsen moesten de open wonden bedekken om infectie te voorkomen. Maar wat kan dit doel dienen?

Ontwikkeling van op het laboratorium gekweekte huid: de dermis

In de jaren 1970, na het besluit om routine huiduitsnijdingen uit te voeren, hadden artsen een huidbedekking nodig die als een laag huid kon dienen en een verbrand lichaam kon beschermen, en ze hadden meer bronnen voor huidtransplantaties nodig. Het probleem met het ontwikkelen van deze dingen is dat de huid ondanks dun zijn, vrij gecompliceerd is. Het bevat zeven verschillende soorten cellen gerangschikt in een gecompliceerde structuur die artsen nog steeds niet kunnen dupliceren. In die tijd konden onderzoekers de meeste verschillende soorten huidcellen repliceren, maar ze konden ze niet laten samenwerken zoals een gezonde huid.

De onderzoekers worstelden vooral met cellen die bekend staan ​​als keratinocyten, die hun weg naar de oppervlakte van de huid vinden voordat ze wegvloeien. Voorafgaand aan het vervellen zenden keratinocyten chemische signalen uit die de huidgroei activeren, waardoor ze een belangrijk ingrediënt vormen voor huidregeneratie. Maar zonder de juiste huidstructuur, handelen keratinocyten bizar, dus hoewel wetenschappers de exacte configuratie van de huid niet begrepen, moesten ze een fundament creëren dat er dichtbij genoeg was om de keratinocyten te laten floreren. Ze hadden ook de structuur nodig om te vormen zonder de huidcellen die verband houden met het immuunsysteem of de bloedvaten, omdat deze cellen de reden zijn waarom een ​​slachtoffer van een verbranding een huidtransplantatie afwijst.

Onderzoekers James F. Burke en Ioannas Yannas kwamen met de kunstmatige middelen die kunnen dienen als huidbedekking terwijl ze keratinocyten stimuleren. Ze wisten dat de basis van de huid bestaat uit collageen-producerende cellen die bekend staan ​​als fibroblasten, dus creëerden ze een laag "huid" door collageen van koeien en haaien te gebruiken in combinatie met glycosaminoglycan, een suikermolecuul.

De componenten in de creatie van Burke en Yannas waren zo gerangschikt dat ze dienden als steiger voor nieuwe, groeiende huidcellen; fibroblasten migreerden van nabijgelegen gezonde cellen en getransplanteerde huidtransplantaten om nieuwe huidlagen te vormen. Zodra de nieuwe dermis was gevormd, veroorzaakten de fibroblasten dat het tijdelijke model ontbond en namen de nieuwe cellen het over. Aangezien de menselijke leder zich niet vanzelf kan regenereren, was dit een bijzonder opmerkelijke prestatie; helaas werd de verdere ontwikkeling en goedkeuring door de Amerikaanse Food and Drug Administration jarenlang uitgesteld, daarom is de technologie nog steeds niet wijdverspreid [bron: Smith]. Het product is nu bekend als Integra.

Het kunstmatige huidmembraan, dat leek op plasticfolie, beschermde zowel de patiënt als de groei van de huidcellen van de patiënt. Maar slachtoffers van brandwonden waren slechts halverwege de weg naar een nieuwe huid; ze hadden nog steeds een opperhuid nodig.

Lab-grown Skin to the Rescue!

Hoewel de huid in een laboratorium vaak wordt besproken in de context van slachtoffers van brandwonden, heeft deze meerdere toepassingen. Mensen met niet-genezen wonden of zweren kunnen baat hebben bij het product, evenals dieren die worden gebruikt in laboratoriumtests. L'Oréal heeft een patent voor op het laboratorium gekweekte huid afkomstig van cellen die tijdens de plastische chirurgie worden weggegooid en die tot een huidsubstantie kunnen worden gevormd [bron: Carvajal]. De substantie kan dan worden gebruikt in plaats van dieren om reacties op cosmetica te testen. Een huid in laboratoriumverband kan ook op robots worden toegepast, waardoor ze vriendelijkere metgezellen worden.

Growing Skin in a Lab: The Epidermis

Een man houdt een stuk kunsthuid vast van Integra. Transplantaten zouden bovenop dit stuk worden geplaatst.

Een man houdt een stuk kunsthuid vast van Integra. Transplantaten zouden bovenop dit stuk worden geplaatst.

Het kunstmatige huidmembraan ontwikkeld door Burke en Yannas maakte het gemakkelijker om huidtransplantaties aan te brengen op een brandend slachtoffer, maar er was nog steeds de uitdaging om de nieuwe huid te krijgen.Artsen konden de huid van een ander deel van het lichaam van de patiënt knippen, uitrekken en een transplantatie uitvoeren, maar deze pijnlijke procedure was geen optie voor patiënten die niet genoeg huid hadden om te gebruiken. Artsen probeerden ook huid te gebruiken van kadavers, donors van de familie van het slachtoffer en zelfs van andere soorten, maar het immuunsysteem van de patiënt wees deze transplantaten meestal af. Ze konden slachtoffers van brandwonden niet alleen een toename van immunosuppressiva geven, omdat ze al zo kwetsbaar zijn voor infecties.

Onderzoekers hebben succes gehad met het laten groeien van nieuwe huid van de eigen huidcellen van de patiënt. Als de voeten van een patiënt onverbrand zijn, kunnen sommige huidcellen in dat gebied bijvoorbeeld worden gebiopteerd en naar een laboratorium worden gestuurd, waar ze kunnen groeien dankzij voedingsstoffenvoedingen en meerdere afdelingen. Het proces duurt enkele weken, maar uiteindelijk delen de cellen zich op totdat ze een vel met een huid hebben gemaakt dat 100 keer groter is dan het oorspronkelijke monster [bron: Singer]. Terwijl huidcellen die zich blijven delen, kankerachtig zijn, zijn de huidplaten tot dusverre weer normaal geworden, eenmaal geënt. Soms wordt de in een laboratorium gekweekte huid behandeld met een antibacterieel eiwit om het risico op infectie te verminderen en de kans op transplantatiesucces te vergroten.

Een andere bron van nieuwe huid komt van een bron die meestal wordt gebruikt voor de prullenbak: de voorhuid van een besneden baby. Een stuk voorhuid ter grootte van een postzegel kan ongeveer 4 hectare huidweefsel produceren in het laboratorium [bron: Strange]. Een kunsthuid die is afgeleid van voorhuid wordt als succesvol beschouwd wanneer de donorhuid niet is omdat de cellen van de pasgeborenen het immuunsysteem van de gastheer niet opwekken; als ze dat wel zouden doen, zouden moeders lichamen foetussen afwijzen [bron: Skloot]. Foreskins worden soms ook gebruikt om het structurele raamwerk voor de dermis te creëren.

Het verlaagde risico op infecties is essentieel voor het succes van de in een laboratorium gekweekte huid; een ander pluspunt is dat het proces resulteert in minimale littekens. Patiënten herwinnen de meeste sensaties van zenuwuiteinden en als het slachtoffer van een brandwond een kind is, zal de nieuwe huid meegroeien met de patiënt naarmate hij of zij ouder wordt. Toch is het proces nog niet wijdverspreid en heeft het een aantal problemen te overwinnen: ten eerste delen de huidcellen zich vrij langzaam in het laboratorium. De vellen huid die het lab verlaten, moeten vrijwel onmiddellijk worden gebruikt, maar ze zijn zo fragiel dat ze moeilijk te vervoeren kunnen zijn. De in een laboratorium gekweekte huid is ook duur; een artikel uit 2001 beweerde dat een skin van 8 bij 10 inch (20 bij 25 centimeter) $ 2000 kostte [bron: Smith].

Gelukkig zijn veel mensen en bedrijven bezig om deze problemen aan te pakken. De Duitse onderzoeksorganisatie Fraunhofer-Gesellschaft heeft bijvoorbeeld plannen aangekondigd om de huid te laten groeien van de stamcellen in menselijk haar en een geautomatiseerd productielijnproces voor de productie te creëren [bron: Fraunhofer-Gesellschaft].


Video Supplement: Dominion (2018) - full documentary [Official].




WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com