Ingenivert menneskelig vev spiller en liten, men voksende rolle innen medisin. Ingeniørhud kan brukes på kirurgiske pasienter eller brenne ofre, prosesserte arterier er blitt brukt til å reparere hindret blodstrøm, og hele konstruerte luftrør er til og med blitt implantert hos pasienter hvis luftveier sviktet. Når vitenskapen skrider frem, håper forskere å kunne konstruere hele organer, som hjerter eller lever.
Men vevteknikk er ikke lett. Det innebærer først å lage et "stillas" for å vokse vevet på. Stillaset lages vanligvis gjennom en prosess som kalles "elektrospinning", som innebærer bruk av et elektrostatisk felt for å binde materialer sammen. I noen tilfeller kan stillasene implanteres sammen med vevet, og det vil løse seg opp i kroppen over tid. Men elektrospinning kan være en langsom og kostbar prosess, noe som gjør det vanskelig å lage vev i stor skala som er nødvendig for medisinsk forskning og applikasjoner.
Hva om forskere lurte på at det var like enkelt å lage stillas som å si sokker?
"Vi begynte å tenke, 'kunne vi se på noen annen industristandardpraksis som lager andre materialer, som tekstiler?', Sier Elizabeth Loboa, dekan ved University of Missouris College of Engineering.
I resonnementet om at tekstiler og menneskelig vev ikke er så forskjellige, jobbet Loboa og hennes team sammen med forskere ved University of North Carolina og North Carolina State University's College of Textiles for å undersøke stillasbyggingspotensialet til tradisjonelle tekstilproduseringsprosesser.
Forskerne undersøkte tre vanlige tekstilfremgangsmåter - smelteblåsing, spunbonding og karding. Smelteblåsing innebærer bruk av høyt trykkluft for å blåse varm polymerharpiks inn i en bane av fine fibre. Spunbonding er lik, men bruker mindre varme. Carding skiller fibre gjennom valser og skaper en tekstilbane.
Dette beisede bildet viser forskjellige tekstilteknikker som brukes til å lage stillaser. (University of Missouri) "Dette er prosesser som brukes veldig ofte i tekstilindustrien, så de er allerede industristandard, kommersielt relevante produksjonsprosesser, " sier Loboa.
Teamet brukte polylactic acid, en type biologisk nedbrytbar plast, for å lage stillasene, og så dem med menneskelige stamceller ved bruk av de forskjellige tekstilteknikkene. De ventet så å se om cellene begynte å differensiere til forskjellige typer vev.
Resultatene var lovende. Tekstilteknikkene var effektive og rimeligere enn elektrospinning. Teamet estimerte en kvadratmeter elektrospinn-stillas som koster mellom $ 2 og $ 5, mens den samme størrelsesprøven laget ved hjelp av tekstilteknikker koster bare $ 0, 30 til $ 3. Tekstilteknikker fungerer også betydelig raskere enn elektrospinning.
Teamets neste utfordring vil være å se hvordan stillasene fungerer i aksjon, noe som vil involvere dyrestudier. Forskerne må også redusere fiberstørrelsen på den tekstilproduserte stillasene for bedre å ligne den ekstracellulære matrisen til menneskekroppen, eller nettverket av molekyler som støtter cellevekst. Electrospun stillaser produserer veldig små fibre, noe som er en av grunnene til at det er en så populær metode; tekstilmetodene ser ut til å produsere større fibre.
I fremtiden håper Loboa å kunne produsere større mengder stillas for å vokse menneskelig hud, bein, fett og mer. Disse vevene kan hjelpe til med å reparere lemmer for sårede soldater, sier Loboa, eller hjelpe babyer født uten visse kroppsdeler.
"Vi må virkelig finne ut hvordan vi kan få disse til å lykkes med pasientene våre, " sier hun.
