Brave New Skin

Naturen visste vad hon gjorde när hon designade huden, kroppens största organ. Som ett skydd för kroppen kommer inget annat i närheten som en första nivå av försvar mot infektion, trauma och uttorkning. Problemet är att hud alltid är en bristvara för de 4 miljoner människor som plågas av kroniska sår och de mer än 50 000 personer som läggs in på sjukhus för behandling av brännskador i USA varje år.

Traditionella behandlingar för dessa smärtsamma och ofta livshotande tillstånd inkluderar förband som skyddar mindre sår och passivt låter kroppen läka. Behandling av stora eller envisa sår kan innebära hudtransplantation. Men en hudtransplantationsoperation kräver sjukhusvistelse och skapar ytterligare ett sår på donatorplatsen. Och efter en hel del smärta, problem och kostnader överlever transplantatet helt enkelt inte alltid.

Den här historien var en del av vårt julinummer 1997

• Se resten av frågan
• Prenumerera

Missnöjda med dessa konventionella behandlingar försökte forskare på 1980-talet ivrigt isolera naturligt förekommande tillväxtfaktorer som främjar läkning. Men resultaten med enstaka tillväxtfaktorer har generellt varit en besvikelse eftersom sårläkning har visat sig vara mer komplex än forskare ursprungligen trodde, och att ta reda på vilka faktorer som ska klättas på ett sår, när och i vilken dos är fortfarande en skrämmande uppgift.

Forskare har därför vänt sig till odlad hud i hopp om att den inte bara skulle ge en välbehövlig täckning utan också vara redo att användas från hyllan utan behov av donatormatchning. Faktum är att en ny typ av odlad hud, kallad Apligraf Living Skin Equivalent, har visat sig vara mycket lovande i det avseendet. Enligt dess tillverkare, Organogenesis of Canton, Mass., när den levande hudens vävnad användes i kliniska studier på patienter med venösa sår, som normalt uppstår på ben och fötter som ett resultat av onormal bloddränering, läkte sår i genomsnitt i 57 dagar. Jämförbara sår som behandlats med standardbehandling med tryckförband läkte i genomsnitt på 181 dagar. Och 57 procent av patienterna som hade kämpat mot sina sår i mer än ett år såg sina sår stängas helt, jämfört med 17 procent av dem som fick konventionell behandling.

Andra företag som Advanced Tissue Sciences i La Jolla, Kalifornien, arbetar med odlade hudprodukter, men Organogenesis-huden är unik eftersom den, till skillnad från andra produkter, har två levande lager - en yttre epidermis och en underliggande dermis. Utan båda delarna har du inte riktigt hud, säger David Heimbach, chef för University of Washington Burn Center.

Epidermis, det tunna, skyddande översta lagret, får näring från det tjockare, känsligare lagret av dermis nedan. När de döda, platta cellerna som utgör den yttersta delen av epidermis slits bort, ersätts de med snabbt delande celler underifrån som kallas keratinocyter, som producerar ett segt protein och ett unikt fettämne som gör huden vattentät. Dermis består huvudsakligen av fibroblastceller-innehåller hudens blodkärl, lymfkärl, nerver, hårsäckar, svettkörtlar, oljekörtlar och ett nätverk av det fibrösa proteinet kollagen, som ger huden flexibilitet och strukturellt stöd.

Nyckeln till att utveckla den nya labbodlade huden är att endast odla de dominerande funktionella cellerna: keratinocyter och fibroblaster. Medan immunsystemet stöter bort andra transplanterade celler som finns i huden, accepterar det av någon okänd anledning dessa två som godartade.

Tillverkningsprocessen börjar med hud som normalt skulle vara kasserad - förhudar från omskurna spädbarn. En bit hud i storleken av ett frimärke kan producera ungefär fyra tunnland hudekvivalent. När väl vävnaden bryts ned mekaniskt och enzymatiskt till cellnivå, ger högselektiva tillväxtförhållanden endast näring till keratinocyterna och fibroblasterna, vilket rensar odlingen från oönskade celltyper. Tekniker blandar sedan fibroblasterna med en speciellt framställd kollagenlösning, som bildar en gel som cellerna omformar till ett tätt gitter. Keratinocyter som läggs på detta lager fäster och börjar bilda epidermis när de exponeras för luften.

Den resulterande huden ser ut, känns och beter sig som normal mänsklig hud. När den är skadad kan den till och med läka sig själv. Och den kan odlas i vilken storlek och form som helst, men för medicinsk bekvämlighet tillhandahåller Organogenesis den i tre-tumsskivor och fyra gånger åtta-tums rektanglar-storlekar som brännskadakirurger är vana vid att använda. Den odlade huden anpassar sig också anmärkningsvärt väl till sin nya miljö. Faktum är att ingen av patienterna i den kliniska prövningen visade några tecken på immunologisk avstötning. Och, kanske mest anmärkningsvärt, patientens egna celler ersätter så småningom den främmande vävnaden och cellerna som ansvarar för pigmentering återvänder, tillsammans med normal hudfärg.

Resultaten har varit dramatiska, säger Morton Altman, en forskningskonsult vid California College of Podiatric Medicine i San Francisco som hjälpte till att testa den odlade huden. Patienterna rapporterade nästan omedelbar smärtminskning och läkningen gick snabbt, säger han.

Trots sådan entusiasm återstår två hinder. Organogenesis har ansökt om FDA-godkännande och har fått status för snabb granskning. Men en nick från FDA, även om den fortfarande är nödvändig, räcker inte längre för framgång, säger Howard Jones, som leder regulatoriska frågor och licensiering för Curative Technologies, som noga övervakar hudförbandsmarknaden under driften av ett rikstäckande nätverk av sår. -vårdcentraler. I den nya eran av hanterad vård måste tillverkarna argumentera för kostnadseffektiviteten hos nya produkter.

Men även om ett pris ännu inte har fastställts för dess odlade hud, uppskattar Organogenesis att det kan kosta mer än $1 000 för en behandling av venösa sår, till exempel, och fortfarande visa sig vara billigare än standardterapi. Och utvecklarna är övertygade om att de kan producera det för mindre. Även om cellodling kan vara en mödosam process, bör stora produktionspartier ge stordriftsfördelar.

Skulle produkten klara dessa hinder kommer den att bli den första konstruerade levande vävnaden som kommer ut på marknaden. Och denna modiga nya hud kan bara vara början. Forskare utvecklar också andra vävnadsprodukter som blodkärl, hjärtklaffar, brosk och till och med hela organ. Precis som med odlad hud, upptäcker de att deras viktigaste allierade är cellerna som redan vet hur man gör dessa komplexa vävnader.

Dölj