Μια πολλά υποσχόμενη καινοτομία στον τομέα των καλλυντικών και της βιομηχανικής θα μπορούσε σύντομα να αλλάξει τον τρόπο με τον οποίο δοκιμάζονται τα προϊόντα ομορφιάς. Μια διεθνής ομάδα επιστημόνων ανέπτυξε ένα απίστευτα ρεαλιστικό τρισδιάστατο μοντέλο δέρματος, εξοπλισμένο με ζωντανά κύτταρα, με πρωταρχικό στόχο να ξεπεραστεί η ανάγκη για δοκιμές σε ζώα. Η κοινή αυτή έρευνα, που διεξήχθη μεταξύ του Τεχνολογικού Πανεπιστημίου του Γκρατς (TU Graz) στην Αυστρία και του Ινστιτούτου Τεχνολογίας Vellore (VIT) στην Ινδία, απορρέει από την αυξανόμενη ανάγκη να βρεθούν ηθικές και αποτελεσματικές εναλλακτικές λύσεις μετά τους αυστηρούς ευρωπαϊκούς κανονισμούς (Οδηγία 2010/63/ΕΕ) που περιορίζουν αυστηρά τις δοκιμές σε ζώα για τα καλλυντικά και τα συστατικά τους.
Η ευρωπαϊκή οδηγία έχει θέσει στο επίκεντρο της προσοχής την κρίσιμη αναζήτηση καινοτόμων μεθόδων για την αξιολόγηση της ασφάλειας των προϊόντων, ιδίως όσον αφορά την απορρόφηση και την πιθανή τοξικότητα των νανοσωματιδίων που συχνά συναντώνται στα καθημερινά καλλυντικά, όπως τα αντηλιακά. Για να αντιμετωπίσουν αυτή την πρόκληση, οι ερευνητές ανέπτυξαν ένα εξελιγμένο τρισδιάστατα εκτυπωμένο μοντέλο δέρματος που μιμείται πιστά τη δομή τριών στρωμάτων και τις εμβιομηχανικές ιδιότητες του φυσικού ανθρώπινου δέρματος. Το αποτέλεσμα αυτό επιτεύχθηκε χρησιμοποιώντας σκευάσματα υδροτζελ που εκτυπώθηκαν μαζί με ζωντανά κύτταρα, δημιουργώντας έτσι μια αξιόπιστη και ηθικά έγκυρη πλατφόρμα για την ανάλυση της αλληλεπίδρασης των καλλυντικών νανοσωματιδίων με βιολογικούς ιστούς.
Τα υδροτζέλ έχουν αποδειχθεί ότι αποτελούν ιδανικό μέσο για τον σκοπό αυτό. Όπως εξηγεί η Karin Stana Kleinschek, καθηγήτρια στο Ινστιτούτο Χημείας και Τεχνολογίας Βιολογικών Συστημάτων του TU Graz και μεταξύ των συγγραφέων της μελέτης, τα υλικά αυτά πρέπει να πληρούν συγκεκριμένες απαιτήσεις προκειμένου να αλληλεπιδρούν αποτελεσματικά με τα ζωντανά κύτταρα του δέρματος. Τα κύτταρα δεν πρέπει μόνο να επιβιώνουν μέσα στην υδρογέλη, αλλά πρέπει επίσης να μπορούν να αναπτύσσονται και να πολλαπλασιάζονται, όπως ακριβώς θα έκαναν σε έναν φυσικό ιστό. Τα σκευάσματα υδρογέλης που αναπτύχθηκαν στο TU Graz διακρίνονται για την υψηλή περιεκτικότητά τους σε νερό, ένα χαρακτηριστικό που δημιουργεί ένα βέλτιστο περιβάλλον για την ενσωμάτωση και τον πολλαπλασιασμό των κυττάρων. Ωστόσο, η ίδια αυτή υψηλή ενυδάτωση καθιστά τις δομές εγγενώς ασταθείς, καθιστώντας απαραίτητες ειδικές μηχανικές και χημικές μεθόδους για να εξασφαλιστεί η στερεότητα και η ακεραιότητά τους.
Προς το παρόν, αυστριακοί ερευνητές ασχολούνται εντατικά με την ανάπτυξη μεθόδων δικτυώματος για τη σταθεροποίηση του τρισδιάστατα εκτυπωμένου δέρματος, ευνοώντας μια φυσική προσέγγιση που λαμβάνει χώρα σε ήπιες συνθήκες και χωρίς τη χρήση κυτταροτοξικών χημικών ουσιών. Μόλις επιτευχθεί αποτελεσματική σταθεροποίηση, η ινδική ομάδα θα αρχίσει να δοκιμάζει την ανθεκτικότητα και την πιθανή τοξικότητα των 3D μοντέλων δέρματος σε κυτταρικές καλλιέργειες. Ένα μοντέλο μπορεί να θεωρηθεί πραγματική απομίμηση του δέρματος μόνο όταν τα δερματικά κύτταρα που ενσωματώνονται στην υδρογέλη επιβιώσουν σε καλλιέργεια για μια περίοδο δύο έως τριών εβδομάδων και αρχίσουν να σχηματίζουν έναν πραγματικό δερματικό ιστό. Μόνο τότε μπορεί να χρησιμοποιηθεί για περαιτέρω κυτταρικές δοκιμές καλλυντικών προϊόντων.
Σύμφωνα με την καθηγήτρια Kleinschek, οι πρώτες δοκιμές που πραγματοποιήθηκαν σε τρισδιάστατα εκτυπωμένες υδρογέλες σε κυτταρικές καλλιέργειες έδωσαν ελπιδοφόρα αποτελέσματα, αποδεικνύοντας ότι τα διασυνδεδεμένα υλικά είναι τόσο μηχανικά σταθερά όσο και μη τοξικά για τα κύτταρα. Το επόμενο κρίσιμο βήμα θα είναι η χρήση αυτών των μοντέλων για την αξιολόγηση της αλληλεπίδρασης των νανοσωματιδίων. Η Kleinschek υπογραμμίζει πώς η πολυετής εμπειρία του TU Graz στην έρευνα για τα υλικά απομίμησης ιστών έχει ενσωματωθεί τέλεια με την τεχνογνωσία του VIT στη μοριακή και κυτταρική βιολογία, οδηγώντας σε αυτή τη σημαντική πρόοδο. Ο κοινός στόχος είναι τώρα η περαιτέρω βελτιστοποίηση των σκευασμάτων υδρογέλης και η επικύρωση της αποτελεσματικότητάς τους ως έγκυρη εναλλακτική λύση στις δοκιμές σε ζώα.
[via]
