Nanofibrillated Cellulose for Skin Substitutes

Ihon haavan paraneminen on monivaiheinen prosessi, joka aktivoituu heti ihoon kohdistuvan vaurion jälkeen. Haavan paraneminen voidaan jakaa neljään osittain päällekkäiseen vaiheeseen: veren hyytymiseen, tulehdusreaktiovaiheeseen, korjausvaiheeseen ja kypsymisvaiheeseen. Johtuen prosessin monimutkaisuudesta, haavan paraneminen voi herkästi järkkyä, mikä vaatii haavan aktiivista hoitoa. Käytetyiltä haavanhoitomateriaaleilta odotetaan bioyhteensopivuutta, biohajoavuutta ja immunomodulatorisia vaikutuksia toimiakseen bioaktiivisesti haavan paranemisessa. Kudosteknologian myötä on kehitetty ihon korvikkeita, jotka eivät vaadi kirurgisia toimenpiteitä. Ihon korvikkeet koostuvat esimerkiksi solun ulkoista matriisia jäljittelevistä materiaaleista, soluista ja kasvutekijöistä, jotka muistuttavat luonnollista ihon rakennetta ja osallistuvat ihon uudistamiseen.

Kuitenkin ihon korvikkeet ovat kohdanneet haasteita erityisesti riittävän verisuonten muodostamisen takaamisessa ja arpien ehkäisemisessä. Lisäksi käytettyjen eläinperäisten materiaalien riskinä on immuunivasteen aktivoituminen ja tautien leviäminen. Jotta uusia vaihtoehtoisia biomateriaaleja olisi saatavilla, tämän tutkimuksen tavoitteena oli tutkia kasviperäisen nanofibrilloidun selluloosa-hydrogeelin (engl. nanofibrillated cellulose, NFC) potentiaalia ihon korvikkeissa haavan hoidossa ja verisuonten muodostamisessa.

Väitöskirjan julkaisut keskittyivät NFC-hydrogeelin vaikutuksiin ihon haavan paranemisen sekä verisuonten muodostumisen kannalta olennaisiin soluihin ja bioaktiivisiin komponentteihin, kuten kasvutekijöihin. Osatöissä arvioitiin myös NFC-hydrogeelin mekaanisten ominaisuuksien muokattavuutta kolmiulotteiseen (3D) solukasvatukseen ja bioaktiivisten komponenttien kuljetukseen hyödyntämällä kylmäkuivausta tai sellulaasia. Tutkimukset osoittivat NFC-hydrogeelin edesauttavan haavan paranemista sekä lisäävän verisuonten muodostumista vapauttaessaan bioaktiiviset komponentit hajoamisensa myötä. Lisäksi NFC-hydrogeelin luoma 3D-ympäristö toimi sopivana kasvualustana verisuonimaisten rakenteiden sekä verisuonia aktivoivien komponenttien muodostamiselle. 3D-ympäristöä oli myös mahdollista muokata eri solulinjoille sopivaksi laimentamalla kylmäkuivattu NFC eri kudoslujuuksia vastaaviksi hydrogeeleiksi. Tiivistettynä, tämä väitöskirja osoittaa helposti muokattavan, bioyhteensopivan ja hajoavan NFC-hydrogeelin potentiaalin tulevaisuuden ihon korvikkeiden kehityksessä.