Konstruirano ljudsko tkivo igra malu, ali rastuću ulogu u medicini. Konstruirana koža može se koristiti na kirurškim pacijentima ili žrtvama opeklina, inženjerizirane arterije koriste se za popravak ometanog protoka krvi, a cijele inženjerirane trakice čak su implantirane pacijentima kojima dišni putovi nisu uspjeli. Kako znanost napreduje, istraživači se nadaju da će moći konstruirati čitave organe, poput srca ili jetre.
Ali inženjering tkiva nije jednostavan. Prvo uključuje izradu skela za rast tkiva. Radno postolje obično se izrađuje postupkom koji se naziva "raspršivanjem", koji uključuje uporabu elektrostatskog polja za spajanje materijala. U nekim se slučajevima skela može implantirati zajedno s tkivom, a ona će se s vremenom otapati u tijelu. Međutim, elektrospinovanje može biti spor i skup proces, što otežava stvaranje tkiva u velikoj mjeri potrebnom za medicinska istraživanja i primjene.
Što ako su se pitali istraživači, izrada skela bila je jednostavna kao, recimo, izrada čarapa?
„Počeli smo razmišljati, možemo li pogledati neke druge industrijske standardne prakse koje proizvode druge materijale, poput tekstila?“, Kaže Elizabeth Loboa, dekanica Tehničkog fakulteta Sveučilišta u Missouriju.
Obrazlažući da tekstil i ljudska tkiva nisu toliko različiti, Loboa i njezin tim radili su s istraživačima na Sveučilištu Sjeverna Karolina i Tekstilnom fakultetu Sveučilišta Sjeverne Caroline kako bi istražili potencijal izgradnje tradicionalnih procesa izrade tekstila.
Istraživači su istraživali tri uobičajene metode izrade tekstila - puhanje taline, spakiranje i kartovanje. Puhanje taline uključuje korištenje visokotlačnog zraka za puhanje vruće polimerne smole u mrežu sitnih vlakana. Spunbonding je sličan, ali koristi manje topline. Kartiranje razdvaja vlakna kroz valjke, stvarajući mrežu od tekstila.
Ova obojena slika prikazuje različite tehnike tekstila koje se koriste za izradu skela. (Sveučilište Missouri) "To su procesi koji se često koriste u tekstilnoj industriji, tako da su oni već standardni industrijski, komercijalno relevantni proizvodni procesi", kaže Loboa.
Tim je koristio polimernu kiselinu, vrstu biorazgradive plastike, za izradu skela i sjeo ih ljudskim matičnim stanicama koristeći se različitim tekstilnim tehnikama. Potom su čekali da vide hoće li se stanice početi razlikovati u različite vrste tkiva.
Rezultati su bili obećavajući. Tekstilne tehnike bile su učinkovite i povoljnije od elektrospinninga. Tim je procijenio da četvorni metar koštanja skele s elektropotonom iznosi između 2 i 5 dolara, dok isti uzorak izrađen tekstilnim tehnikama košta samo 0, 30 do 3 dolara. Tekstilne tehnike djeluju i znatno brže od elektrospinninga.
Sljedeći izazov tima bit će vidjeti kako skele djeluju na djelu, što će uključivati i studije na životinjama. Istraživači također trebaju smanjiti veličinu vlakana od platna proizvedenog od tekstila kako bi bolje nalikovali izvanćelijskom matriksu ljudskog tijela ili mreži molekula koje podržavaju rast stanica. Elektrospun skele proizvode vrlo malo vlakana, što je jedan od razloga da je tako popularna metoda; čini se da tekstilne metode proizvode veća vlakna.
U budućnosti se Loboa nada da će moći proizvesti veće količine skela za rast ljudske kože, kostiju, masti i još mnogo toga. Ta tkiva mogla bi pomoći popraviti udove ranjenim vojnicima, kaže Loboa, ili pomoći bebama rođenim bez određenih dijelova tijela.
"Moramo stvarno smisliti načine kako to postići kod naših pacijenata", kaže ona.
