211service.com
Draaiende reserveonderdelen
Dunne gebroken witte draden van menselijk celmateriaal draaien om de spindel van een machine die ze tot een stevig touw vlecht. Het klinkt macaber, maar de inspiratie voor het materiaal, gemaakt door San Francisco-based Cytograft Weefsel Engineering , is gezondheid, geen horror: de biologische strengen kunnen worden gebruikt om bloedvatpleisters en -transplantaten te weven die het lichaam van een patiënt gemakkelijk zou accepteren voor wondherstel. Het proces is sneller en zou kosteneffectiever kunnen zijn dan andere methoden voor het produceren van biologische weefselvervangingen.
Veel van de huidige weefseltechnologie is afhankelijk van biologisch afbreekbare maar synthetische steigers voor cellen die een stuk orgaan of weefsel zullen herbouwen. Meestal wordt de steiger uiteindelijk vernietigd door het lichaam. De geweven weefsels van Cytograft lijken echter in het lichaam te blijven en worden bevolkt met cellen. Lang geleden hebben we besloten dat we sterke weefsels zouden maken zonder enige steiger, zegt Nicolas L'Heureux, medeoprichter en Chief Scientific Officer van Cytograft. Als je het eenmaal in het lichaam hebt gekregen, ziet je lichaam het niet als vreemd.
Het bedrijf ontwikkelde het idee van menselijk textiel uit eerder werk met behulp van vellen biologisch materiaal om bloedvaten te reconstrueren. Kortom, onderzoekers kweken menselijke huidcellen in een kweekfles onder omstandigheden die de cellen aanmoedigen om een vel af te leggen van wat bekend staat als extracellulaire matrix - een structureel materiaal geproduceerd door dierlijke cellen dat ons bindweefsel vormt. Cytograft kan deze vellen uit de kweekkolven halen en ze vervolgens in buizen rollen die vervangende bloedvaten worden. Op deze manier geproduceerde bloedvaten worden nog steeds getest, maar ze hebben goed gepresteerd, zonder tekenen van afstoting, bij enkele patiënten in Europa en Zuid-Amerika.
Het walsproces is echter duur en tijdrovend, deels omdat cellen moeten worden gebruikt om de buis samen te smelten, zodat deze stevig genoeg is voor transplantatie. Door de vellen in dunne linten te snijden die tot draden kunnen worden gespoeld, is het mogelijk om geautomatiseerde weef- en vlechtmachines te gebruiken om driedimensionale structuren te creëren die niet hoeven te worden gefuseerd.
De techniek van Cytograft is gebaseerd op een lange geschiedenis van medisch textiel, dat doorgaans wordt geproduceerd met synthetische vezels zoals polyester. Het maken van textiel is een oude en krachtige techniek, en het combineren ervan met biomaterialen is opwindend omdat het zoveel veelzijdiger is dan de vellenmethode, zegt Christopher Breuer , een chirurg, wetenschapper en weefselingenieur aan de Yale School of Medicine. Het idee om bloedvaten of complexere vormen zoals hartkleppen of patches voor het hart te maken, is veel gemakkelijker te doen met vezels, zegt hij. Als je vezels van elke lengte kunt maken, dan is er geen limiet aan de grootte of vorm die je kunt maken.
Biologische vlechten: Een machine vlecht 48 draden van menselijk extracellulair materiaal samen.
Cytograft richt zich al lang op het bouwen van vervangende bloedvaten voor mensen die dialyse nodig hebben, wat het bloed van patiënten met nierfalen zuivert. Deze behandeling is zeer schadelijk voor de ader (meestal in de onderarm) waardoor het bloed van de patiënt wordt getransporteerd.
Cytograft test zijn geweven bloedvaten nog niet bij patiënten, maar het heeft de behoeften van dialysepatiënten benaderd bij honden met vaattransplantaten die in hun benen zijn geïmplanteerd. Het preklinische hondenwerk heeft aangetoond dat de transplantaten resistent zijn tegen schade door puncties en dat er heel weinig bloed lekt uit het weefsel, zegt L'Heureux.
De implantaten van Cytograft blijven na maanden intact, wat suggereert dat het lichaam de grafts accepteert en niet probeert ze af te breken. Andere materialen worden zeer agressief verbouwd, zegt L'Heureux. Met ons weefsel is het zo onschadelijk dat het lichaam geen gevaar ziet.
Dat komt deels omdat de implantaten van Cytograft geen cellen bevatten. Hoewel de eerdere implantaten van het bedrijf gemaakt waren van extracellulaire matrix geproduceerd uit de eigen cellen van een patiënt, kunnen de onderzoekers nu het materiaal oogsten van cellen die geen verband houden met de persoon die het transplantaat ontvangt en de donorcellen volledig verwijderen. We hebben de cellen niet nodig, zegt L'Heureux. De cellen kunnen na implantatie van de patiënten komen.
Zonder vreemde cellen om het immuunsysteem van een patiënt te waarschuwen, zou het bedrijf van tevoren bloedvaten kunnen aanmaken voor gebruik bij elke patiënt. Dergelijke vervangende schepen zouden minder duur en gemakkelijker toegankelijk zijn dan wat er vandaag beschikbaar is. Een van de grootste voordelen van Cytograft is de kant-en-klare beschikbaarheid, zegt Breuer.
Ook werkt het bedrijf aan een techniek waarbij de celgeproduceerde platen worden verwerkt tot deeltjes in plaats van draden. De biologische stukjes kunnen dan samen worden gegoten, zegt L'Heureux, wat weefselingenieurs twee voordelen biedt. Door de deeltjes samen te vormen, blijft een complex netwerk van kanalen achter - precies wat weefselingenieurs nodig hebben om uiteindelijk zoiets als een lever, pancreas of nier te produceren. Bij de meeste andere technologie is er geen garantie dat de zenders behouden blijven, zegt L'Heureux. De deeltjes kunnen ook worden geïnjecteerd, zegt hij, wat volume aan weefsels zou kunnen toevoegen voor cosmetische of reconstructieve doeleinden.