Keinoihoa on tarkoitus ensisijaisesti käyttää apuna farmasia- ja kosmetiikkateollisuudessa eläinkokeita korvaamaan. Lisäksi sitä voidaan hyödyntää kehitettäessä ihosiirteitä palovammojen ja niistä aiheutuneiden traumojen hoitoihin.
Keinokudos koostuu polymeereistä
Keskeisessä roolissa ovat uudet polymeeripohjaiset materiaalit, joista keinotekoiset kudokset koostuvat. Aalto-yliopiston akatemiaprofessori Jukka Seppälä (kuvassa) on materiaaleja koskevan työpaketin vetäjä.
– Tavoitteemme on kehittää biopolymeerejä, joissa voidaan tuottaa ihonkaltaisia kudoksia, hän kertoo.
Suuri haaste materiaalien kehittämisessä on saada niihin halutut ominaisuudet. Jotta niitä voidaan tulostaa 3D-tekniikoilla, niiden on oltava nestemäisiä mutta nopeasti kovettuvia. Lisäksi niistä valmistetun kudoksen on oltava elastinen ja sovelluttava elimistöön.
– Kehitettävät materiaalit jaetaan kolmeen pääryhmään, joita ovat valon vaikutuksesta kovettuvat polymeerit, lämmön tai paineen avulla työstettävät termoplastit sekä hydrogeelit. Jokaisella on oma roolinsa suunnitellussa kudosmallissa, projektissa työskentelevä Minna Malin biotekniikan ja kemian tekniikan laitokselta kertoo.
Suonia tulostetaan inkjet-tekniikalla
Aalto-yliopiston BIT-tutkimuskeskuksen johtaja Jouni Partanen on maailman johtavia 3D-tekniikoiden kehittäjiä. Niiden avulla polymeeristä on mahdollista valmistaa alkuperäisiä kudoksia tai verisuonia muistuttava kudosmalli.
Toimivan verisuonituksen suunnittelu ja tuottaminen on haastavaa. Halkaisijaltaan sata mikrometriä olevat suonet valmistetaan inkjet- eli mustesuihkutekniikalla, sitä pienemmät hiussuonet korkean resoluution kaksifotonilaser-tekniikalla.
Sen jälkeen verisuonirakenne ympäröidään hydrogeelillä ja nanokuiduista muodostetulla verkkorakenteella, jotka toimivat erityyppisten solujen kasvualustoina. Verisuonirakenteella mahdollistetaan keinoihon optimaalinen aineenvaihdunta ja ravinteiden saanti.
Projekti on alkanut vuonna 2011 ja sen on määrä päättyä lokakuussa 2015. Monitieteellisessä hankkeessa on mukana kaikkiaan 16 osapuolta Euroopasta. Aalto-yliopisto osallistuu yhteensä viiteen projektiin kuuluvaan työpakettiin. Aalto-yliopiston suurin rooli on uusien materiaalien kehittämisessä, karakterisoinnissa ja suonimallitiedostojen luomisessa.
Lisätietoa: www.artivasc.eu
TkL Minna Malin
Aalto-yliopisto
Kemian tekniikan korkeakoulu
Biotekniikan ja kemian tekniikan laitos
minna.malin@aalto.fi
Akatemiaprofessori Jukka Seppälä
Aalto-yliopisto
Kemian tekniikan korkeakoulu
Biotekniikan ja kemian tekniikan laitos
jukka.seppala@aalto.fi