Forskarna som kan tillverka mänskliga reservdelar
Den som slitit ut sin höftled, blivit brännskadad eller råkat ur för sjukdomar med skador på något de inre organen får en ny höftled, ny hud eller exempelvis ny njure transplanterad. Dessa höftleder, vävnader eller organ kommer med så väl biverkningar, etiska problem, en hög prislapp eller kanske inte ens finns på grund av akut organbrist. Nu har KTH-forskare tagit fram en lösning.
Tänk dig att du älskar att köra motorcykel. Men så en dag råkar du ut för en olycka. Ditt högerben manglas och det vill sig inte bättre än att två centimeter av ditt lårben pulvriseras.
Hittills brukar det här resultera i titanplattor och -skruvar i lårbenen, eller kanske att lårbenen behöver förlängas i en Ilizarov-ställning.
Framtiden har all potential att se helt annorlunda ut. Forskare vid KTH jobbar nämligen med att utveckla framtidens polymera biomaterial. Material som på olika sätt möjliggör framställning av olika typer av mänsklig vävnad, både i och utanför kroppen. Man kan kraftigt förenklat säga att materialen bildar en tredimensionell byggnadsställning som tillfälligt kan ersätta skadade vävnader i kroppen eller forma ett stöd som cellerna kan växa på utanför kroppen. Beroende av biomaterialets yta växer olika typer av vävnader fram. Det kan vara hud, ben eller till och med olika organ.
Minna Hakkarainen, professor vid institutionen för fiber- och polymerteknologi vid KTH.Den här typen av benvävnad som i exemplet ovan med motorcykelolyckan, har forskare på institutionen för Fiber- och polymerteknologi vid KTH lyckats skapa med hjälp av sina biomaterial.
– Vi har lyckats laga brutna ben på råttor med hjälp av vårt biomaterial. De material vi tillverkar ska stödja cellerna så att de kan växa i och på det. Det kan handla om ett stort hål i benet som annars kan vara svårt att få att läka. Vi fyller hålrummet med en porös tredimensionell matris av biomaterialet, och materialet bryts sedan ner i samma takt som skadan repareras. Det vill säga i samma takt som de nya cellerna växer fram. Materialet är alltså inte passivt utan aktivt, det styr och optimerar bentillväxten, säger Minna Hakkarainen, professor på institutionen för Fiber- och polymerteknologi vid KTH.
Precis som det redan antytts så är potentialen för biomaterialen långt mycket mer omfattande än bara brutna ben. När det kommer till slitna höftleder så genomförs det varje år fler än 12 000 höftledsbyten i Sverige. Runt 2 000 av dem måste göras om på grund av olika komplikationer. Höftledsimplantat håller dessutom bara i 10-15 år på grund av slitage. Men biomaterialet skulle också kunna användas till skapa allt från gomspalter, käkdelar samt blod- och kranskärl. För att nämna några exempel.
Anna Finne Wistrand, lektor vid institutionen för fiber- och polymerteknologi vid KTH.– Vi har hittills jobbat mest med nervgenerering, celltransplantation och benapplikationer. Sedan 2005 har vi jobbat med tandläkare för att skapa ett material som genererar käkben, denna skall hjälpa patienter som inte har tillräckligt med ben i käken för att sätta skruvarna i. Vad vi vill göra nu är att utveckla framtidens polymera biomaterial så att de fungerar som vävnadsmaterial skräddarsytt för olika behandlingar och individer, detta genom att biomaterialen interagerar med biologiskt vävnad på ett önskat och förutsägbart sätt. Här handlar det till exempel om att bygga organ utanför kroppen, organ med samma genuppsättning som den person som organet ska fungera i. Jag är övertygad om att det är möjligt, det handlar främst om när det blir det, säger Minna Hakkarainen.
Ulrica Edlund, universitetslektor vid institutionen för fiber- och polymerteknologi vid KTH.Hon tillägger att behovet är stort och möjligheterna oändliga. Det är inga problem att skapa nya riktigt avancerade biomaterial, det som behövs är ett cellodlingslab så att dessa material kan testas.
Varför är då aktiva vävnader så mycket bättre än passiva implantat?! Jo, för att de hjälper kroppen att läka sig själv. Det är en naturlig lösning.
– Implantat har en viss livslängd. Det finns också risk för att metaller frigörs och sprids i kroppen. Har man något främmande objekt i kroppen, som ett nytt organ, så finns det också en risk att kroppen stöter bort det. Patienten får äta mediciner hela livet för att undvika detta. Sedan finns det etiska aspekter, att folk säljer sina organ på den svarta marknaden. Det finns också en risk att det helt enkelt inte finns några organ när det är dags för implantation, säger Minna Hakkarainen.
KTH är väldigt långt framme inom detta, relativt nya forskningsområde som på allvar började ta fart under det senaste decenniet. Forskare vid KTH har över 30 års erfarenhet inom materialdesign för biomedicinska applikationer, och har även väletablerade samarbeten med sjukhus.
