يعمل علماء في نيويورك على طريقة جديدة، لتنمية الجلد، على شكل الأجزاء المعقدة من الجسم، مثل اليد، حيث سيساعد ذلك الجراحون على تطعيم المرضى المصابين، والذين يحتاجون الى زراعة نسيج جلدي، عبر تحضير وتصنيع جلد اصطناعي، مهيأ وجاهز، كالغلاف أو القفاز الذي يلبس ويركّب بشكل مباشر وملائم، على العضو المراد علاجه.
يقول باحثون في جامعة كولومبيا في مانهاتن، إن الطريقة الكلاسيكية كانت أن يتم إحضار الجلد الجديد على هيئة قطع مسطحة، مثل ورق التغليف، ما يجعل الجراح يستغرق وقتاً طويلاً، وهو يتعامل مع المنحنيات الصعبة لزراعة الجلد، وأطراف أجزاء الجسم غير المنتظمة.
وأضافوا أن الطريقة الجديدة تهدف إلى حل هذه المشكلة، عن طريق زراعة الجلد الهندسي، في أشكال معقدة، وثلاثية الأبعاد، في وقت مبكر، ما سيجعل من الممكن تحضير قفاز من النسيج الجلدي، حتى يقوم الطبيب الجراح بزرعه بسهولة على يد، مصابة بحروق شديدة. وعلق المطور الرئيسي د. حسن أربيل أباسي أستاذ الأمراض الجلدية في كلية فاجيلوس للأطباء والجراحين بجامعة كولومبيا: «تركيبات الجلد الثلاثية الأبعاد التي يمكن زرعها مباشرة بسهولة سيكون لها العديد من المزايا، فهي ستقلل بشكل كبير من الحاجة إلى الخياطة، ومن مدة العمليات الجراحية، وستحسّن النتائج الجمالية».
كيف بنى العلماء اليد؟
تبدأ عملية تكوين ترقيع الجلد الجديد بمسح ليزر ثلاثي الأبعاد للهيكل المستهدف، مثل يد الإنسان، وبعد ذلك، يصنع الباحثون نموذجاً مجوفاً لليد، باستخدام نموذج الكمبيوتر والطباعة الثلاثية الأبعاد.
ثم يزرع العلماء الجزء الخارجي من الخلايا الليفية للجلد، التي تولد النسيج الضام للجلد والكولاجين، وهو (البروتين الهيكلي للجلد).
وأخيراً، يقوم الفريق بتغطية السطح الخارجي بمزيج من الخلايا الكيراتينية، وهي خلايا تشكل معظم طبقة الجلد الخارجية أو البشرة، ويكون الداخل ممتلئاً بوسائط النمو، التي تدعم وتغذّي الطعم النامي.
وباستثناء السقالة الثلاثية الأبعاد، استخدم الباحثون الإجراءات نفسها التي تصنع جلداً مسطحاً هندسياً، وتستغرق العملية بأكملها الوقت نفسه، نحو ثلاثة أسابيع. وفي أول اختبار للجلد الهندسي الثلاثي الأبعاد، قام الفريق بتطعيم خلايا الجلد البشرية هذه على الأطراف الخلفية للفئران.
ويقول أباسي: «كان الأمر أشبه بوضع زوج من السراويل القصيرة على الفئران، واستغرقت الجراحة بأكملها 10 دقائق».
بعد شهر واحد، تكاملت الطعوم تماماً مع جلد الفأر المحيط، وأظهرت الفئران الوظيفة الكاملة لأطرافها، ولاحظ الباحثون أن جلد الفأر يشفى بشكل مختلف عن جلد الإنسان.
بعد ذلك، يخطط الباحثون لاختبار الطعوم على الحيوانات الكبيرة، باستخدام بيولوجيا الجلد التي تشبه جلد البشر، عن كثب.
ومع ذلك، من المحتمل أن تكون التجارب السريرية على البشر بعد سنوات.
يقول باحثون في جامعة كولومبيا في مانهاتن، إن الطريقة الكلاسيكية كانت أن يتم إحضار الجلد الجديد على هيئة قطع مسطحة، مثل ورق التغليف، ما يجعل الجراح يستغرق وقتاً طويلاً، وهو يتعامل مع المنحنيات الصعبة لزراعة الجلد، وأطراف أجزاء الجسم غير المنتظمة.
وأضافوا أن الطريقة الجديدة تهدف إلى حل هذه المشكلة، عن طريق زراعة الجلد الهندسي، في أشكال معقدة، وثلاثية الأبعاد، في وقت مبكر، ما سيجعل من الممكن تحضير قفاز من النسيج الجلدي، حتى يقوم الطبيب الجراح بزرعه بسهولة على يد، مصابة بحروق شديدة. وعلق المطور الرئيسي د. حسن أربيل أباسي أستاذ الأمراض الجلدية في كلية فاجيلوس للأطباء والجراحين بجامعة كولومبيا: «تركيبات الجلد الثلاثية الأبعاد التي يمكن زرعها مباشرة بسهولة سيكون لها العديد من المزايا، فهي ستقلل بشكل كبير من الحاجة إلى الخياطة، ومن مدة العمليات الجراحية، وستحسّن النتائج الجمالية».
كيف بنى العلماء اليد؟
تبدأ عملية تكوين ترقيع الجلد الجديد بمسح ليزر ثلاثي الأبعاد للهيكل المستهدف، مثل يد الإنسان، وبعد ذلك، يصنع الباحثون نموذجاً مجوفاً لليد، باستخدام نموذج الكمبيوتر والطباعة الثلاثية الأبعاد.
ثم يزرع العلماء الجزء الخارجي من الخلايا الليفية للجلد، التي تولد النسيج الضام للجلد والكولاجين، وهو (البروتين الهيكلي للجلد).
وأخيراً، يقوم الفريق بتغطية السطح الخارجي بمزيج من الخلايا الكيراتينية، وهي خلايا تشكل معظم طبقة الجلد الخارجية أو البشرة، ويكون الداخل ممتلئاً بوسائط النمو، التي تدعم وتغذّي الطعم النامي.
وباستثناء السقالة الثلاثية الأبعاد، استخدم الباحثون الإجراءات نفسها التي تصنع جلداً مسطحاً هندسياً، وتستغرق العملية بأكملها الوقت نفسه، نحو ثلاثة أسابيع. وفي أول اختبار للجلد الهندسي الثلاثي الأبعاد، قام الفريق بتطعيم خلايا الجلد البشرية هذه على الأطراف الخلفية للفئران.
ويقول أباسي: «كان الأمر أشبه بوضع زوج من السراويل القصيرة على الفئران، واستغرقت الجراحة بأكملها 10 دقائق».
بعد شهر واحد، تكاملت الطعوم تماماً مع جلد الفأر المحيط، وأظهرت الفئران الوظيفة الكاملة لأطرافها، ولاحظ الباحثون أن جلد الفأر يشفى بشكل مختلف عن جلد الإنسان.
بعد ذلك، يخطط الباحثون لاختبار الطعوم على الحيوانات الكبيرة، باستخدام بيولوجيا الجلد التي تشبه جلد البشر، عن كثب.
ومع ذلك، من المحتمل أن تكون التجارب السريرية على البشر بعد سنوات.