Фабриката за кожа

Автоматизирано култивиране на тъкани

Нашата кожа е не само най-големият човешки орган, но е и изключително деликатна и уязвима. Средната му дебелина е само няколко милиметра. Сега това е първият орган, който може да бъде възпроизведен изкуствено – и това е напълно автоматизирано от няколко години.

Така нареченото "тъканно инженерство" обозначава до култивирането на човешка тъкан, най-често в областта на кожата. Досега изкуствената кожа, която се използва за трансплантации след тежки инциденти или изгаряния или за тестове за съвместимост в козметичната или фармацевтичната промишленост, можеше да се произвежда само ръчно и струваше твърде скъпо. По този начин обикновено на месец се произвеждаха не повече от 2000 парчета кожа с размер един квадратен сантиметър. "Фабриката за човешка кожа" в лабораторията за биопроизводство BioPoLiS на Fraunhofer IPA в Щутгарт в момента може да произвежда до 5000 модела кожа с размер на нокът на палец всеки месец.

Бързо производство

Идеята звучи просто, но производството обаче е сложно. Проба от човешка кожа се раздробява и се извличат отделните кожни клетки. Изолираните клетки се посяват в специални колби за клетъчни култури и се размножават в продължение на няколко дни в инкубатор при 37°C. Култивираните клетки могат да бъдат сглобени с помощта с гел-матрица, за да образуват триизмерна многослойна конструкция. Само след три седмици изкуствената кожа е пораснала допълнително и е готова за тестове за безвредност.

Festo: Фабриката за кожа

Безпроблемна автоматизация

Системата за производство на изкуствена кожа е демонстрационен проект за биопроизводство, симбиоза между биология и техника на автоматизация. При това беше отделено специално внимание на непрекъснатата верига от процеси. В системата са инсталирани повече от 100 компонента на Festo. Техният асортимент се простира от подготовката за сгъстен въздух, сензорни елементи, цилиндри и електрически оси, както и серво-двигатели и стъпкови двигатели до бързодействащи разпределители. С помощта на тези компоненти се извършва завинтване на епруветки, автоматично отваряне и затваряне на врати на шлюзове, придържане на капаци на планки, в които се поставят клетките, наблюдение на сгъстения въздух и придвижване на други компоненти, като например игли или гнезда на форми.

Персонализирана медицина на бъдещето

Кожата не е единственият орган, за който се търсят тестови системи. Предстои технологията да бъде доразвита през следващите години, за да може автоматично да се произвеждат и други тъкани, като например роговицата на човешкото око. Една от целите на тази технология е в бъдеще да се произвеждат модели съобразени с нуждите на клиента, например за още по-ефективна терапия на тумори. Ако изследванията в областта на изкуственото производство на дълготрайни тъкани със системи за кръвоснабдяване продължат, е възможно дори автоматично да бъдат произвеждани собствени транспланти за организма.

Преглед