Johan Junker, Region Östergötland

DE VILL TILLVERKA HUD MED FUNKTION

Stora brännskador behandlas idag med transplantat som återställer hudens roll som barriär. Men annan funktion går förlorad, som känsel, temperaturreglering och elasticitet – det vill Johan Junker och hans medarbetare råda bot på.

Huden är vårt största organ och utgör en skyddande barriär mot yttervärlden. Med dagens metoder för att behandla större sår, som vid brännskador, skapas hårda och fula ärr och den normala hudens känsel, temperaturreglering och elasticitet går förlorad. Därför vill Linköpingsforskarna Johan Junker, docent i plastikkirurgi, och Daniel Aili, professor vid avdelningen för biofysik och bioteknik, skapa bättre hud att transplantera. Enligt Johan Junker kompletterar de varandra väl. – Daniel och jag har väldigt olika kompetenser, han är ingenjör och de är ju väldigt kunniga, säger Johan Junker och Daniel Aili fyller i: – Men vi har en tendens att krångla till saker när vi blir fascinerade av någon teknisk lösning. Då är det bra att Johan kommer med verkligheten, säger han.

– Jag hittar tillämpningar – ”du har gjort ett fint biomaterial, det kommer jag att klippa sönder med en sax och lägga på ett sår”, exemplifierar Johan Junker.

En skadad hudbarriär kan resultera i svårläkta sår. Enligt kvalitetsregistret RiksSår definieras de som att de inte har läkt inom sex veckor. Enligt Johan Junker är sådana sår både det vanligaste och det dyraste problemet inom vården. – Mellan 25 och 40 procent av alla sjukhusplatser inom EU beläggs av patienter med svårläkta sår. I Sverige går 4 procent av hela sjukvårdsbudgeten till sårbehandling, vilket är den enskilt största posten, säger han.

Även för de drabbade kan konsekvenserna av svårläkta sår vara enorma. – Det kan handla om att en person behöver inrätta sitt liv för att ta sig till vårdcentralen 2-3 gånger i veckan för att lägga om sår, säger Johan Junker.

I projektet ”Skin biofabrication and transplantation for the treatment of burns” ligger fokus på sår efter brännskador. Sådana behandlas idag med delhudstransplantat, som innebär att man hyvlar av ett tunt lager frisk hud från patienten och flyttar till det skadade området. Men även om såret täcks bildas ärr. – Ärr över leder eller händer kan ge minskad rörlighet, säger Johan Junker.

Det går även att odla upp hudceller från överhuden, men om dessa läggs på ett djupare sår bildas också ärr. Nu hoppas forskarna kunna tillverka fungerande hud att transplantera, genom att kombinera två olika spår.

En del är att skapa så kallade mikrotransplantat genom att ta små hudbitar och odla upp dessa. – Fördelen är att vi då har flera olika slags celltyper med det samspel mellan dem som finns i riktig hud. Vi har hittills kunnat använda sådana mikrotransplantat för att expandera hud upp till hundra gånger, vilket innebär att en bit stor som ett vykort kan räcka till att täcka hela kroppen, säger Johan Junker.

Detta har de tidigare publicerat i tidskriften Plastic and Reconstructive Surgery.

”En bit stor som ett vykort kan räcka till att täcka hela kroppen.”

Med hjälp av en 3D-bioprinter går det att kombinera biomaterial med celler. Det ger forskarna möjlighet att tillverka vävnad med bestämd form och storlek.

Den andra delen är på Daniel Ailis planhalva och handlar om att skriva ut hud med hjälp av en bioprinter. – Det fungerar som en vanlig 3D-printer, men istället för att skriva ut i plast använder vi celler inbäddade i vattenrika stödmaterial, säger han.

Det är en utmaning då cellerna är mycket känsliga och lätt går sönder och dör. Materialet som skrivs ut tillsammans med cellerna både skyddar dem och fungerar som ett stabiliserande tredimensionellt polymernätverk som kan hjälpa cellerna att börja bilda vävnadsliknande strukturer. Sådana har forskarna kunnat skapa, vilket de publicerat 2020 i Biofabrication. – Här kommer vi att utforska möjligheter att skriva ut flera lager av celler och kombinera olika relevanta celltyper, mikrotransplantat och material som stimulerar bildandet av ny hud, säger Daniel Aili.

Tillsammans med medarbetare i Göteborg kommer den resulterande huden att testas på möss, för att se att den fungerar och inte är skadlig. I ett nästa steg kommer sedan hudmaterialet att testas på grisar, vars sårläkning är lik den hos människor. – Precis som hos oss sitter huden fast mot underlaget, till skillnad hos hur det ser ut hos gnagare där huden är lös – de läker sår genom att snörpa ihop huden. Vi kommer att prova att med materialet täcka både vanliga sår och brännskador, säger Johan Junker.

Förhoppningen är att det nya hudmaterialet som projektet genererar ska kunna användas vid brännskador, men även vid andra svårläkta sår. I en tidigare studie, publicerad i Burns 2020, kunde de visa att små bitar av gelatin som täcktes med två

odlade celltyper, kunde läka sår på just grisar.

Vikten av stödet från Erling-Perssons Stiftelse går inte att överskatta, enligt forskarna. – Rent krasst hade vi inte kunnat göra detta utan finansiering så stödet är 100 procent nödvändigt för detta projekt. Vi har redan börjat ta in doktorander och postdocs som ska arbeta med olika delar, säger Johan Junker.

Och Daniel Aili fyller i: – Vi hoppas också att projektet ska leda till nya idéer och till att de yngre medarbetarna lär sig mer om området, så att kunskapen sprider sig som ringar på vattnet.

”Det fungerar som en vanlig 3D-printer, men istället för att skriva ut i plast använder vi celler inbäddade i vattenrika stödmaterial.”

25–40%

Så stor andel av sjukhusplatserna inom EU beläggs av patienter med svårläkta sår. I Sverige beräknas 4 procent av hela sjukvårdsbudgeten gå till svårläkta sår.

2–3

På 2–3 veckor byts hela kroppens överhud ut. Enligt Johan Junker hamnar det mesta i sängkläderna.

100

Så mycket har forskarna hittills kunnat expandera hud. Det innebär att en bit stor som ett vykort kan odlas till att täcka hela kroppen.

OM PROJEKTET Projektledare: Johan Junker, docent i plastikkirurgi vid laboratoriet för experimentell plastikkirurgi, och samordnare för experimentell traumatologi vid katastrofmedicinskt centrum, Linköpings universitet och Daniel Aili professor vid Institutionen för biofysik och bioteknik vid Linköpings universitet.

Namn: ”Skin biofabrication and transplantation for the treatment of burns”.

Vad: Att kunna tillverka hudmaterial som är mer likt riktig hud för att behandla brännskador. Det ena spåret är att odla upp hud från mikrotransplantat. Det andra att använda en bioprinter för att skriva ut hud bestående av flera celltyper i flera lager, med stöd av ett slags tredimensionellt nätverk.

Finansiering: Erling-Perssons Stiftelse stödjer projektet med sammanlagt 8 miljoner kronor under tre år.