"Hud fra en sprøyte": tofaset "granulær" bioblekk trykket dermis og implanterte den

Forskere fra Sverige har presentert µInk bioink for 3D-bioprinting av dermis: det er en tofase granulær hydrogel basert på porøse gelatinmikrosfærer med humane dermale fibroblaster «plantet» på dem pluss en matrise av hyaluronsyre. Blandingen oppfører seg som en væske under trykk i en sprøyte/printerdyse og danner gel igjen i et sår – det er derfor journalister har kalt det «hud i en sprøyte». I eksperimenter på mus overlevde trykte strukturer med svært høy celletetthet, bygde raskt opp en ekstracellulær matrise, utviklet kar og integrerte seg med vev på 28 dager. Arbeidet ble publisert i Advanced Healthcare Materials.

Bakgrunn

• Hvorfor nåværende huderstatninger langt fra er «ekte dermis». Den kliniske standarden for store sår og brannskader er splitttykkelsesautografter (STSG) og/eller dermale maler (f.eks. Integra). De redder liv og lukker defekten, men etterlater ofte arr og kontrakturer, spesielt med tynne klaffer; kvaliteten på arret avhenger i stor grad av andelen «dyp dermis» i transplantatet. Selv «nett»-klaffer, praktiske for å dekke store områder, produserer mer merkbar arrdannelse på grunn av helbredelse gjennom nettcellene. Dermale maler bidrar til å danne en «neoderm», men forblir acellulære, krever stadier og løser ikke problemet med utilstrekkelige autologe celler/kar i de første ukene.
• Hvorfor 3D-bioprinting av hud er et logisk neste steg, men blir hemmet av bioblekk. Printing gjør det mulig å plassere celler og materialer på en målrettet måte, men klassiske homogene hydrogeler faller i en «gaffel»:
  • for flytende – de sprer seg og holder ikke formen; for stive – de presser på cellene, forstyrrer penetreringen av blodårer og tillater ikke utskrift av høy celletetthet. I tillegg er det fortsatt vanskelig å gjenskape adnexale strukturer (hårsekker osv.). Vi trenger bioblekk som flyter under dysetrykk og deretter umiddelbart "samles" til en stabil porøs masse og ikke dreper celler ved skjæring.
• Hva er granulære (mikrogel, "fastkjørte") bioblekk, og hvorfor er de egnet for dermis? Dette er "tettpakkede" mikrogelpartikler som oppfører seg som et fast stoff i ro og som en væske under skjær (skjærfortynning) – ideelle for sprøyte-/ekstruderingstrykk og injeksjoner. Etter påføring holder strengen formen, og etterlater intergranulære porer for vaskulær vekst; blandingen kan i tillegg "tverrbindes" med myk kjemi. Denne materialklassen har blitt grunnlaget for bløtvevtrykk de siste årene.
• Ideen bak µInk i et nøtteskall. Forfatterne kombinerte to lag av problemet – celler og matrise: de plantet humane dermale fibroblaster på porøse gelatinmikrosfærer (biokompatible «kuler» som kjemisk sett ligner kollagen), og «limte» deretter granulene sammen med en hyaluronsyrematrise ved hjelp av kobberfri klikkkjemi. Resultatet var et «flytende under trykk – fast stoff i ro»-bioblekk som muliggjør ultrahøy celletetthet, utskrift/injeksjon og rask rekruttering av ekstracellulær matrise som allerede er in situ. Konstruksjonene slo rot og vaskulariserte i mus i løpet av 28 dager.
• Hvordan denne tilnærmingen adresserer klinikkens «smertepunkter».
  1. Hastighet og logistikk: i stedet for en lang dyrking av en vevsekvivalent, skjer det en rask tilberedning av «levende granuler» og innføring av «hud fra en sprøyte» direkte i såret eller trykking i form av defekten.
  2. Biologi: Høy cellularitet + porøs arkitektur → bedre ECM-avsetning og neoangiogenese – nøkkelen til mindre arrdannelse og elastisk dermis.
  3. Kompatibilitet med autologi: fibroblaster kan enkelt utvinnes fra en liten biopsi; gelatin/HA er komponenter som er vanlige for huden.
• Der hullene fortsatt er. Alt dette er fortsatt preklinisk hos mus; å gå over til pasienter krever modeller av full hudtykkelse, langtidsoppfølging, samprinting med keratinocytter/endotel, GMP-standardisering og bevis på at teknologien faktisk reduserer arrdannelse og forbedrer funksjon sammenlignet med standarden.
• Hvorfor denne nyheten er viktig akkurat nå. Med vedvarende begrensninger for STSG/maler og modenheten til den granulære bioblekkklassen, demonstrerer µInk en praktisk sammenstilling: «mikrogelbærere + mykbindende matrise + høye doser autologe celler». Dette gjør scenariet med rask, celletett dermal rekonstruksjon uten lange «inkubator»-stadier mer realistisk.

Hvorfor er dette nødvendig?

Klassiske hudutskiftninger etterlater ofte et arr: de har få celler, de vokser dårlig sammen og produserer en svak «korrekt» dermalmatrise. Og det er langt og vanskelig å dyrke tykk og kompleks dermis helt i en skål. Forfatterne foreslår en annen måte: raskt å sette sammen «klosser» fra pasientens egne fibroblaster, plante dem på porøse mikrosfærer, og injisere/printe dette direkte inn i det defekte området, hvor kroppen selv vil fullføre den fullverdige dermis.

Hvordan µInk bioblekk fungerer

• Fase 1: «levende granuler». Porøse gelatinmikrosfærer (i hovedsak små kuler, kjemisk lik hudkollagen) hvor primære humane dermale fibroblaster formeres i en bioreaktor.
• Fase 2: «Bindende gel». En hyaluronsyreløsning som limer granulene sammen via kobberfri klikkkjemi.
• Reologi. Resultatet er en skjærfortynnende granulær hydrogel: den flyter under trykk og holder formen i ro, noe som betyr at den er egnet for både sprøytepåføring og 3D-printing.

Hva eksperimentene viste

• Utskrift og levedyktighet: Stabile mini-plaster med ultrahøy celletetthet ble trykket fra µInk; fibroblasttlevedyktighet og fenotype ble bevart.
• In vivo (mus): Subkutant implanterte konstruksjoner i 28 dager
  - ble overgrodd med kar,
  - demonstrerte hydrogel-ombygging,
  - og akkumulerte dermal ECM (fibroblaster fortsatte å dele seg og fungere), noe som indikerer vevsintegrasjon.
• Påføringspraksis. Materialet kan påføres direkte inn i såret med en nål – «hud i en sprøyte» – eller et lag/en form kan trykkes for en spesifikk defekt.

Hvorfor er dette viktig?

• Hastighet og tetthet. Tid er kritisk for brannskader og kroniske sår. µInk lar deg omgå lange sykluser med vevsvekst "i volum" og umiddelbart introdusere mange aktive celler der de trengs.
• Biologi nærmere normalen. Mikrosfærenes høye cellularitet og porøse arkitektur oppmuntrer til matriksproduksjon og neovaskularisering, to nøkler til arrfri heling og elastisitet.
• Klinikklogistikk. Konseptet passer godt med den autologe tilnærmingen: ta en liten hudbiopsi → multipliser raskt fibroblaster på mikrosfærer → print ut et transplantat til pasientens sår.

Hvordan er dette forskjellig fra vanlige «hydrogeler med celler»?

Konvensjonelle «homogene» hydrogeler er enten for flytende (spreder seg) eller for stive (presser på celler, forstyrrer vaskulær vekst). Granulær arkitektur gir porer og veier for kar, og «tofase» – både mekanisk stabilitet og injiserbarhet. I tillegg er gelatinbærere biologisk nedbrytbare og «kjente» for vev.

Begrensninger og hva som skjer videre

Dette er preklinisk så langt (mus, subkutane lommer; tidsramme - 4 uker). Fremover:

• huddefekter i full tykkelse og lengre oppfølgingstider;
• keratinocytt-/endotelcelle- og kombinasjonstester av full hudtykkelse;
• overgang til pasientens autologe celler og brannsår/kronisk sårmodell;
• skalering for **GMP-produksjon** (bioreaktorer, sterilitet, klikkkontroll).

Kilde: Shamasha R. et al. Bifasisk granulert bioblekk for biofabrikasjon av konstruksjoner med høy celletetthet for dermal regenerering, Advanced Healthcare Materials, online 12. juni 2025 https://doi.org/10.1002/adhm.202501430