A fejlett emberi szövet kicsi, de növekvő szerepet játszik az orvostudományban. A mesterséges bőr felhasználható műtéti betegekben vagy égési sérültek esetén, a mesterséges artériákat az akadályozott véráramlás helyreállításához használják, és a teljes műszaki tracheát még azokba a betegekbe is beültették, akiknek a légútja meghibásodott. A tudomány fejlődésével a kutatók azt remélik, hogy képesek lesznek megtervezni a teljes szerveket, például a szíveket vagy a májat.
De a szövettechnika nem könnyű. Ennek során először létre kell hozni egy „állványt”, amellyel a szövetet fel lehet terjeszteni. Az állványokat általában egy „elektrosztatikus” elnevezésű eljárás útján állítják elő, amely magában foglalja az elektrosztatikus mező használatát az anyagok összekapcsolásához. Bizonyos esetekben az állványokat be lehet implantálni a szövettel együtt, és az idővel feloldódik a testben. Az elektromos fonás azonban lassú és költséges folyamat lehet, megnehezítve az orvosi kutatásokhoz és alkalmazásokhoz szükséges nagyméretű szövetek létrehozását.
Mi lenne, ha a kutatók elgondolkodnának azon, hogy az állványok készítése ugyanolyan egyszerű, mint például a zokni készítése?
„Megkezdtük a gondolkodást: megnézhetnénk-e más ipari szabványgyakorlatokat, amelyek más anyagokat, például textiltermékeket gyártanak?” - mondja Elizabeth Loboa, a Missouri Egyetem Műszaki Főiskola dékánja.
Annak indokolásával, hogy a textil és az emberi szövetek nem különböznek annyira egymástól, Loboa és csapata az Észak-karolinai egyetem és az Észak-karolinai állami egyetem Textilkollégiumának kutatóival együttműködött a hagyományos textilgyártási folyamatok állványépítési potenciáljának feltárása céljából.
A kutatók három leggyakrabban használt textilkészítési módszert vizsgáltak - az olvadékfúvatást, a spunbonding-ot és a kárt. Az olvadékfúvás magában foglalja nagynyomású levegő használatát a forró polimer gyanta fúvására a finom szálak hálójába. A spunbonding hasonló, de kevesebb hőt vesz igénybe. A kardiológia elválasztja a szálakat a görgőkön keresztül, létrehozva egy textilhálót.
Ez a festett kép azt mutatja, hogy az állványok készítéséhez különféle textiltechnikákat alkalmaznak. (Missouri Egyetem) "Ezek a textiliparban nagyon gyakran alkalmazott folyamatok, tehát már ipari szabványok, kereskedelem szempontjából releváns gyártási folyamatok" - mondja Loboa.
A munkacsoport politejsavat, egyfajta biológiailag lebontható műanyagot használt az állványok létrehozásához, és az emberi őssejtekkel beoltotta őket a különféle textiltechnikák felhasználásával. Ezután várták, hogy lássák, a sejtek elkezdenek-e differenciálódni különféle szövetekre.
Az eredmények ígéretesek voltak. A textiltechnika hatékony és olcsóbb volt, mint az elektro-fonás. A csapat becslése szerint egy négyzetméter elektromos pont állványok költsége 2 és 5 dollár közé esik, míg a textiltechnikával készített ugyanolyan méretű minta csak 0, 30 és 3 dollárba kerül. A textiltechnikák szintén szignifikánsan gyorsabban működnek, mint az elektro-fonás.
A csapat következő kihívása az lesz, hogy megnézze, hogyan működnek az állványok működés közben, amely állatokon végzett kísérleteket is magában foglal. A kutatóknak csökkenteniük kell a textilből készült állványok rostméretét is, hogy jobban hasonlítsanak az emberi test extracelluláris mátrixára, vagy a sejtnövekedést támogató molekulák hálózatára. Az elektropunci állványok nagyon kicsi szálakat hoznak létre, ami az egyik oka ennek a népszerű módszernek; úgy tűnik, hogy a textil eljárások nagyobb szálakat eredményeznek.
A jövőben a Loboa azt reméli, hogy nagyobb mennyiségű állványt képes előállítani az emberi bőr, csontok, zsírok és még sok más növekedéséhez. Ezek a szövetek segítenek javítani a sebesült katonák végtagjait, mondja Loboa, vagy segíthetnek bizonyos testrészek nélkül született csecsemőknél.
"Tényleg ki kell találnunk azokat a módszereket, amelyek révén ezek sikeresek lehetnek betegeinkben" - mondja.
