Továreň na pleť

Automatizovaná kultivácia tkanív

Naša koža je nielen najväčším ľudským orgánom, ale je aj mimoriadne jemná a zraniteľná. V priemere je hrubá iba niekoľko milimetrov. Teraz je to prvý orgán, ktorý sa dá umelo reprodukovať, a to už niekoľko rokov plne automatizovane.

Takzvané „tkanivové inžinierstvo“ označuje kultiváciu ľudského tkaniva, väčšinou kože. Zatiaľ sa umelá koža, ktorá sa používa na transplantácie po vážnych úrazoch alebo popáleninách alebo na testovanie v kozmetickom alebo farmaceutickom priemysle, dala vyrobiť iba ručne a mimoriadne zložito. Zvyčajne sa pritom nepodarilo vyrobiť viac ako 2 000 kusov kože veľkosti niekoľkých štvorcových centimetrov za mesiac. „Továreň na ľudskú kožu“ v bioprodukčnom laboratóriu BioPoLiS na Fraunhofer IPA v Stuttgarte dokáže v súčasnosti vyrábať až 5 000 modelov kože veľkosti nechtu palca mesačne.

Rýchla výroba

Koncepcia znie jednoducho, ale výroba je komplikovaná. Vzorka ľudskej kože sa rozdrobí a jednotlivé kožné bunky sa extrahujú. Izolované bunky sa vysejú do špeciálnych fľaštičiek na bunkové kultúry a množia sa niekoľko dní v inkubátore pri 37 °C. Z rozmnožených buniek sa spolu s gélovou matricou dá vytvoriť trojrozmerná viacvrstvová štruktúra. Už po troch týždňoch umelá koža znovu narastie a môže sa otestovať na bezchybnosť.

Festo: továreň na pleť

Bezproblémová automatizácia

Zariadenie na výrobu umelej kože je ukážkovým projektom biovýroby, symbiózy biológie a automatizačnej techniky. Osobitná pozornosť sa venovala nepretržitému procesnému reťazcu. V zariadení je nainštalovaných viac ako 100 komponentov Festo. Sú to komponenty na úpravu stlačeného vzduchu, snímače, valce a elektrické osi, ako aj servopohony a krokové motory či vysokorýchlostné spínacie ventily. Používajú sa na odskrutkovanie rúrok, automatické otváranie a zatváranie dverí, držanie krytov platničiek, do ktorých sa vkladajú bunky, monitorovanie stlačeného vzduchu a presun ďalších komponentov, ako sú ihly alebo formy.

Personalizovaná medicína budúcnosti

Koža nie je jediným orgánom žiadaným na testovanie. Táto technológia sa má v najbližších rokoch ďalej rozvíjať, aby sa mohli automaticky vyrábať aj ďalšie tkanivá, napríklad rohovka ľudského oka. V budúcnosti je jedným z cieľov tejto technológie výroba modelov na zákazku, napríklad na zefektívnenie liečby nádorov. Ak by výskum v oblasti umelej výroby trvácneho tkaniva so systémami zásobovania krvou pokročil, je dokonca možné, že by sa mohli automaticky vyrábať aj transplantáty vlastné telu.

Prehľad