Aralarında Türk Profesörünün de yer aldığı Pensilvanya Devlet Üniversitesi araştırmacıları bir ilke imza attı. Ekip, fareler üzerinde yapılan ameliyat sırasında tüy çıkma potansiyeline sahip canlı deriyi tam kalınlıkta 3 boyutlu olarak basan ilk kişi oldular ve hayvanların kafalarındaki önemli bir deri açığını anında düzelttiler.

Baş ve yüz derisi, altında yatan yapıların korunması açısından hayati öneme sahiptir. Aynı zamanda kimliğimizin de ayrılmaz bir parçasıdır. Travmatik yaralanma veya yüzde veya kafada kapsamlı bir ameliyatın neden olduğu tam kalınlıkta cilt hasarı, kişinin özgüvenini ve özsaygısını olumsuz yönde etkileyebilir.

Intraoperative bioprinting of human adipose-derived stem cells and extra-cellular matrix induces hair follicle-like downgrowths and adipose tissue formation during full-thickness craniomaxillofacial skin reconstruction

Penn State’de Mühendislik Bilimi Ve Mekanik, Biyomedikal Mühendisliği Ve Beyin Cerrahisi Profesörü İbrahim Tarık Özbolat, “Yaralanma veya hastalık nedeniyle yüzde veya kafada oluşan travmayı düzeltmek için yapılan rekonstrüktif cerrahi genellikle kusurludur ve yara izi veya kalıcı saç kaybıyla sonuçlanır. Bu çalışmayla, farelerde kıl çıkarma potansiyeline sahip biyobaskılı, tam kalınlıkta deriyi gösterdik. Bu, insanlarda daha doğal görünümlü ve estetik açıdan daha hoş bir kafa ve yüz rekonstrüksiyonu elde etmeye bir adım daha yaklaştı. Hipodermis, kök hücrelerin yağa dönüşme sürecine doğrudan dahil oluyor. Bu süreç, yara iyileşmesi de dahil olmak üzere birçok hayati süreç için kritik öneme sahiptir. Aynı zamanda saç folikülü döngüsünde, özellikle saç büyümesinin kolaylaştırılmasında da rolü vardır.”

Özbolat ve Penn State ekibi daha önce kemirgenlerin kafatasları ve derilerindeki delikleri onarmak için sert ve yumuşak dokuları aynı anda 3 boyutlu olarak basmak için iki farklı biyomürekkep kullanmıştı. Ekip mevcut çalışmada bir adım daha ileri gittiler.

Özbolat ve ekibi çalışmaya ameliyat geçiren hastalardan alınan yağ dokusuyla başladılar; dokuya yapı ve stabilite sağlayan moleküller ve proteinler ağını (hücre dışı matris) çıkardılar. Bu, biyomürekkebin bir bileşenini oluşturdu. İkinci bileşen ise yağ dokusundan alınan kök hücrelerdi. Üçüncüsü, diğer bileşenlerin yaralanma bölgesine bağlanmasına yardımcı olmak için fibrinojen içeren bir pıhtılaşma solüsyonuydu. Her bileşen biyoyazıcıdaki ayrı bölmelere yüklendi.

Mükemmel karışımı belirlemek için araştırmacılar, farklı miktarlarda hücre dışı matris içeren üç biyomürekkep ile deneyler yaptı.

Özbolat, “Yağ matrisinin rolünü daha iyi anlamak için sıçanlarda üç grup çalışma yaptık ve matris ile kök hücrelerin birlikte verilmesinin hipodermis oluşumu için çok önemli olduğunu bulduk. Yalnızca hücrelerle ya da matrisle etkili bir şekilde çalışmıyor; aynı anda olması gerekiyor.”

Hipodermis ve dermis katmanlarına biyobaskı yapıldıktan sonra, dış epidermis kendi kendine oluşarak iki hafta içinde neredeyse tamamen yara iyileşmesi sağladı. Ayrıca hipodermisin, saç folikülü gelişiminin başlangıcı olan ‘aşağı büyümeleri’ içerdiğini de buldular. Çalışmalar, yağdan türetilen kök hücrelerin saç kökleriyle karmaşık bir şekilde ilişkili olduğunu ve büyüme faktörlerini serbest bırakarak büyümelerini destekleyebileceğini göstermiştir.

Araştırmacılar, teknolojilerinin, özellikle de saç uzatma yeteneğinin, rekonstrüktif ameliyatların ‘görünümünü’ iyileştirip daha doğal görünmelerini sağlayacağından ve bunun da hastaların zihinsel sağlığı üzerinde olumlu bir etki yaratacağından umutlular.

Daha önceki çalışmaları olan 3 boyutlu kemik baskısını birleştirmeyi ve çeşitli cilt tonlarında pigmentasyonu nasıl eşleştireceklerini araştırmayı düşünüyorlar.

Özbolat, “Bu teknolojinin dermatolojide, saç ekiminde, plastik ve rekonstrüktif ameliyatlarda uygulanabileceğine, çok daha estetik sonuçlara yol açabileceğine inanıyoruz. Tam otomatik biyobaskı yeteneği ve klinik düzeydeki uyumlu malzemelerle bu teknoloji, hassas bir şekilde yeniden yapılandırılmış cildin klinik çevirisi üzerinde önemli bir etkiye sahip olabilir.”

3D-printed skin closes wounds and contains hair follicle precursors

Fat tissue holds the key to 3D printing layered living skin and potentially hair follicles, according to researchers who recently harnessed fat cells and supporting structures from clinically procured human tissue to precisely correct injuries in rats. The advancement could have implications for reconstructive facial surgery and even hair growth treatments for humans.

Check out our recent study on intraoperative skin bioprinting!https://t.co/9VJaRRT8Ra

— Ibrahim Tarik Ozbolat (@OzbolatLab) March 5, 2024