Onze huid, niet alleen het grootste menselijke orgaan, maar ook een uiterst delicaat en kwetsbaar. Gemiddeld is de huid slechts enkele millimeters dik. Het is momenteel het eerste orgaan dat kunstmatig kan worden gereproduceerd – sinds enkele jaren zelfs volledig geautomatiseerd.
Met de zogenaamde "tissue engineering" wordt het kweken van menselijk weefsel bedoeld, daarbij gaat het meestal om huid. Tot nu toe kon de kunstmatige huid die gebruikt werd voor transplantaties na ernstige ongelukken of brandwonden of voor tolerantietesten in de cosmetica- of farmaceutische industrie alleen manueel en uiterst moeizaam worden geproduceerd. Op deze manier konden meestal niet meer dan 2.000 stukjes huid in vierkante centimetergrootte per maand worden geproduceerd. De ‘fabriek voor de menselijke huid’ in het BioPoLiS bioproductielaboratorium van het Fraunhofer IPA in Stuttgart is momenteel in staat om tot 5.000 huidmodellen ter grootte van een duimnagel per maand te maken.
Het concept klinkt eenvoudig, de productie is echter gecompliceerd. Een menselijk huidmonster wordt vergruisd en de afzonderlijke huidcellen worden geëxtraheerd. De geïsoleerde cellen worden in speciale celkweekflessen uitgezaaid en gedurende enkele dagen in een incubator bij 37°C vermeerderd. In combinatie met een gelmatrix kunnen de toegenomen cellen worden opgebouwd tot een driedimensionale meerlaagse constructie. Na slechts drie weken is de kunsthuid verder gegroeid en klaar voor veiligheidstesten.
De installatie voor de productie van kunsthuid is een showcaseproject van de bioproductie, de symbiose van biologie en automatiseringstechniek. Speciale aandacht werd besteed aan een continue procesketen. Er zijn meer dan 100 Festo-componenten in het systeem geïnstalleerd. Hun bandbreedte varieert van persluchtverzoring, sensoren, cilinders en elektrische assen tot servo- en stappenmotoren en snelschakelventielen. Deze componenten worden gebruikt voor het vastschroeven van buisjes, het automatisch openen en sluiten van sluisdeuren, het vasthouden van deksels voor de platen waarin de cellen worden geplaatst, het monitoren van perslucht en het verplaatsen van andere componenten zoals naalden of gietholtes.
Niet alleen de huid is een begeerd orgaan voor testsystemen. In de komende jaren wordt de technologie verder ontwikkeld, zodat ook andere weefsels zoals het hoornvlies van het menselijk oog automatisch kunnen worden geproduceerd. In de toekomst zal een van de doelstellingen van deze technologie de productie van klantspecifieke modellen zijn – bijvoorbeeld om de therapie voor tumoren nog effectiever te maken. Als het onderzoek naar de kunstmatige productie van langlevend weefsel met bloedtoevoersystemen doorgaat, is het zelfs denkbaar om automatisch lichaamseigen transplantaties te maken.