Δερματικό Υλικό Εκτυπωμένο σε 3Δ: Μία Υποσχόμενη Εναλλακτική στη Δοκιμή σε Ζώα στα Καλλυντικά

Η δοκιμή καλλυντικών και άλλων προϊόντων απαιτεί μεθόδους που εκτιμούν πώς αντιδρούν οι ανθρώπινοι ιστοί. Ερευνητές από το Τεχνικό Πανεπιστήμιο του Γκρατς και συνεργαζόμενα ιδρύματα δημοσίευσαν πρωτόκολλο για την τρισδιάστατη εκτύπωση πορωδών ικριωμάτων από νανοκυτταρίνη. Τα ικριώματα μπορούν να υποστηρίξουν μελλοντικά εργαστηριακά μοντέλα ιστών. Η μελέτη δεν παρουσίασε ήδη επικυρωμένο ανθρώπινο δέρμα τριών στρωμάτων που αντικαθιστά κάθε δοκιμή σε ζώα.

Γιατί χρειάζονται εναλλακτικές μέθοδοι;

Οι δοκιμές σε ζώα εγείρουν ηθικά ζητήματα, ενώ οι διαφορές ανάμεσα στα είδη περιορίζουν μερικές φορές την αξία των αποτελεσμάτων για τον άνθρωπο. Στην ΕΕ υπάρχουν αυστηροί κανόνες για τις δοκιμές καλλυντικών σε ζώα. Η αξιολόγηση της ασφάλειας όμως παραμένει αναγκαία και βασίζεται σε συνδυασμό εγκεκριμένων εργαστηριακών μεθόδων, διαθέσιμων δεδομένων και, όπου επιτρέπεται, άλλων ελέγχων. Ένα νέο υλικό δεν γίνεται αυτομάτως αποδεκτή ρυθμιστική δοκιμή.

Τι περιγράφει η δημοσιευμένη μελέτη;

Το πρωτόκολλο στο STAR Protocols εξηγεί πώς παρασκευάζεται μελάνι από νανοϊνιδωμένη κυτταρίνη, καρβοξυμεθυλοκυτταρίνη και κιτρικό οξύ, πώς εκτυπώνεται ένα αυτοστήρικτο τρισδιάστατο πλέγμα και πώς σταθεροποιείται. Η κυτταρίνη προέρχεται από φυτικές πηγές. Η πορώδης κατασκευή μπορεί να παρέχει χώρο προσκόλλησης και ανάπτυξης κυττάρων σε μελλοντικά πειράματα με δέρμα ή χόνδρο.

Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν εκτύπωση με εξώθηση μελανιού και στη συνέχεια λυοφιλίωση, δηλαδή απομάκρυνση νερού με κατάψυξη και ξήρανση. Ακολούθησαν στάδια επεξεργασίας για να βελτιωθεί η μηχανική σταθερότητα και η συμβατότητα με τα κύτταρα. Η σύνθεση του μελανιού, η πίεση εκτύπωσης, η απόσταση ανάμεσα στις γραμμές και οι συνθήκες σταθεροποίησης επηρεάζουν τη δομή που προκύπτει.

Ποιος είναι ο ρόλος του τρισδιάστατου ικριώματος;

Το ικρίωμα δεν είναι από μόνο του πλήρες ζωντανό δέρμα. Λειτουργεί ως υπόστρωμα στο οποίο θα μπορούσαν να αναπτυχθούν κύτταρα σε ένα μοντέλο ιστού. Για να χρησιμοποιηθεί σε δοκιμές ερεθισμού, απορρόφησης ή τοξικότητας, πρέπει πρώτα να προστεθούν τα κατάλληλα κύτταρα και να αποδειχθεί ότι το τελικό μοντέλο συμπεριφέρεται με αξιόπιστο, επαναλήψιμο και σχετικό με τον άνθρωπο τρόπο.

Η αρχική αγγλική ανάρτηση παρουσίαζε ως ήδη επιτευχθέντα χαρακτηριστικά του πρωτοκόλλου ένα πλήρες τριστρωματικό δέρμα, ίδια βιομηχανική συμπεριφορά με ανθρώπινο δέρμα και επιβίωση εκτυπωμένων ζωντανών κυττάρων επί τρεις εβδομάδες. Αυτά δεν τεκμηριώνονται ως αποτελέσματα του συγκεκριμένου δημοσιευμένου πρωτοκόλλου και δεν πρέπει να αποδίδονται σε αυτό.

Μπορεί να μειώσει τις δοκιμές σε ζώα;

Τα ανθρώπινα κυτταρικά μοντέλα έχουν τη δυνατότητα να μειώσουν την ανάγκη για ορισμένα πειράματα σε ζώα και να δώσουν πιο άμεσα ανθρώπινα δεδομένα. Για να συμβάλει ειδικά αυτό το ικρίωμα σε μια τέτοια μέθοδο, χρειάζονται δοκιμές κυτταρικής βιωσιμότητας, απόκρισης σε γνωστές ουσίες, σύγκριση με αναγνωρισμένες μεθόδους και ανεξάρτητη επαλήθευση. Δεν υπάρχει από τη μελέτη τεκμηριωμένη ημερομηνία κατά την οποία θα αντικατασταθούν όλες οι δοκιμές.

Μελλοντικές εφαρμογές

Τα πορώδη ικριώματα από νανοκυτταρίνη μπορεί να εξεταστούν και στη μηχανική χόνδρου ή άλλων ιστών. Η μετάβαση από εργαστηριακή καλλιέργεια σε θεραπευτικό μόσχευμα απαιτεί ξεχωριστές βιολογικές και κλινικές μελέτες. Η χρήση τρισδιάστατα εκτυπωμένων οργάνων σε διαστημικές αποστολές παραμένει πολύ πιο μακρινή υπόθεση και δεν αποτελεί αποτέλεσμα της παρούσας εργασίας.

Εταιρείες και επενδύσεις

Η 3D Systems (DDD ) δραστηριοποιείται στην τρισδιάστατη εκτύπωση και σε σχετικές ερευνητικές εφαρμογές. Η δημοσίευση του ακαδημαϊκού πρωτοκόλλου δεν δείχνει ότι η εταιρεία το διαθέτει ως εγκεκριμένη δοκιμή καλλυντικών ούτε ότι θα αποκομίσει συγκεκριμένα έσοδα από αυτό. Η αξιολόγηση μιας επένδυσης απαιτεί στοιχεία για πραγματικά προϊόντα, πωλήσεις και κινδύνους.

Συμπέρασμα

Η εργασία παρέχει αναπαραγώγιμα βήματα για την παραγωγή τρισδιάστατων ικριωμάτων από νανοκυτταρίνη. Είναι ένα δυνητικά χρήσιμο εργαλείο για μελλοντικά μοντέλα ανθρώπινων ιστών και για την ανάπτυξη εναλλακτικών μεθόδων δοκιμής. Το πλήρες, επικυρωμένο «εκτυπωμένο δέρμα» παραμένει επόμενο ερευνητικό βήμα.