Stora brännskador behandlas ofta genom att ett tunt lager av den översta delen av huden transplanteras. Överhuden består i princip av en enda celltyp. När endast denna del av huden transplanteras blir det kraftig ärrbildning.
Under överhuden finns ett tjockare och mer avancerat hudlager som kallas läderhuden, eller dermis. I läderhuden finns blodkärl, nerver, hårsäckar och andra strukturer som är nödvändiga för hudens funktion och elasticitet. Men att transplantera även läderhuden är sällan ett alternativ, eftersom ingreppet lämnar efter sig ett lika stort sår som såret som ska läkas.
Knäckfrågan är att skapa ny hud som inte blir ärrvävnad utan fungerande läderhud.
– Läderhuden är så komplicerad att vi inte kan odla den i ett labb. Vi vet inte ens alla beståndsdelar i läderhuden. Därför tänker vi, och många andra, att vi kanske kan transplantera byggstenarna och sen låta kroppen själv göra läderhuden, säger Johan Junker, forskare vid Katastrofmedicinskt centrum och docent i plastikkirurgi vid Linköpings universitet, som har lett studien som publicerats i Advanced Healthcare Materials
"Hud på spruta"
Den vanligaste celltypen i läderhuden, som kallas bindvävscell eller fibroblast, är lätt att ta ut från kroppen och odla på labb. Bindvävscellen har också fördelen att kunna utvecklas till mer specialiserade celltyper beroende på vad som behövs. Forskarna bakom studien ger cellerna en byggställning genom att låta cellerna växa på pyttesmå, porösa kulor av gelatin, ett ämne som liknar hudens kollagen. Men om man häller en vätska som innehåller dessa kulor på ett sår kommer de inte stanna kvar.
Forskarnas lösning på problemet är att blanda gelatinkulorna med en gel bestående av ett annat kroppseget ämne, hyaluronsyra. När kulorna och gelen blandas kopplas de ihop med så kallad klick-kemi. Resultatet blir en gel som, något förenklat, kan kallas hud på spruta.
– Gelen har en speciell egenskap som innebär att när den utsätts för lätt tryck så blir den lättflytande. Du kan trycka ut den genom en spruta på exempelvis ett sår, och när den kommit ut blir den geléaktig igen. Det skapar också möjligheten att 3D-printa gelen med cellerna i, säger Daniel Aili, professor i molekylär fysik vid Linköpings universitet, som lett studien tillsammans med Johan Junker.
3D-printat transplantat
I den aktuella studien har forskarna 3D-printat små puckar som placerats under huden på möss. Resultaten pekar på teknikens potential att användas för att från en minimal hudbiopsi odla patientens egna celler, som sedan 3D-printas till ett transplantat som appliceras på skadan.
– Vi ser att cellerna överlever och det är tydligt att de producerar olika ämnen som behövs för att skapa ny läderhud. Dessutom bildas blodkärl i transplantaten, vilket är viktigt för att vävnaden ska överleva i kroppen. Vi tycker att det här materialet är mycket lovande, säger Johan Junker.
Blodkärl är en nyckel för en mängd tillämpningar för odlade vävnadsliknande material. Forskare kan odla celler i tredimensionella material som kan användas för att bygga miniversioner av organ, som kallas organoider. Men en flaskhals för dessa vävnadsmodeller är att de saknar blodkärl som kan transportera syre och näring till cellerna. Därför finns en gräns för hur stora strukturerna kan bli innan cellerna längst in dör av syre- och näringsbrist.
Trådar som kan bli blodkärl
LiU-forskarna kan vara ett steg närmare en lösning på problemet med blodkärlsförsörjningen. I en annan artikel, som även den publicerats i Advanced Healthcare Materials, beskriver forskarna en metod för att göra trådar av material som består till 98 procent av vatten och kallas hydrogel.
– Trådarna av hydrogel blir ganska elastiska, så vi kan slå knutar på dem. Vi visar också att de kan formas till mini-rör, som vi kan pumpa vätska genom eller låta blodkärlsceller växa i, säger Daniel Aili.
Mini-rören, eller de perfuserbara flödeskanalerna som forskarna också kallar dem, öppnar upp nya möjligheter för utveckling av blodkärl till bland annat labbodlade "mini-organ", eller organoider.
Lars Kölby, professor i plastikkirurgi på Sahlgrenska Universitetssjukhuset i Göteborg, har också medverkat i projektet. Forskningen har finansierats med stöd av bland annat Erling-Perssons stiftelse, Europeiska forskningsrådet (ERC), Vetenskapsrådet och Knut och Alice Wallenbergs stiftelse.
Artiklarna:
Biphasic granular bioinks for biofabrication of high cell density constructs for dermal regeneration, Rozalin Shamasha, Sneha Kollenchery Ramanathan, Kristin Oskarsdotter, Fatemeh Rasti Boroojeni, Aleksandra Zielińska, Sajjad Naeimipour, Philip Lifwergren, Nina Reustle, Lauren Roberts, Annika Starkenberg, Gunnar Kratz, Peter Apelgren, Karin Säljö, Jonathan Rakar, Lars Kölby, Daniel Aili och Johan Junker, (2025), Advanced Healthcare Materials, publicerad 12 juni 2025, doi: https://doi.org/10.1002/adhm.202501430
Printing and rerouting of elastic and protease responsive shape memory hydrogel filaments, Philip Lifwergren, Viktoria Schoen, Sajjad Naeimipour, Lalit Khare, Anna Wunder, Hanna Blom, Jose G. Martinez, Pierfrancesco Pagella, Anders Fridberger, Johan Junker och Daniel Aili, (2025), Advanced Healthcare Materials, publicerad 20 juni 2025, doi: https://doi.org/10.1002/adhm.202502262
