SDU-forskere baner vej for fremtidens kunstige hud

På laboratorierne ved Syddansk Universitet er forskere i gang med at gro menneskelig hud – lag for lag – på en avanceret mikrochip. Ikke bare for at forstå huden bedre, men med ambitioner om at revolutionere alt fra kræftforskning til kosmetikindustrien og behandling af brandsår.

Det, der for få år siden virkede som science fiction, er i dag en teknologisk realitet takket være et unikt samarbejde mellem biologi og ingeniørvidenskab. To forskere fra Det Tekniske Fakultet (TEK), Lektor Casper Høgh Kunstmann og Ph.D. Arkadiusz J. Goszczak, har udviklet en ny type chip, der får kunstig hud til at gro mere stabilt og realistisk end nogensinde før.

Deres løsning har fjernet et afgørende benspænd for biologerne – og givet teknologien nye muligheder i både forskning og fremtidig behandling.

Fra idé til gennembrud
Professor Jonathan Brewer fra Det Naturvidenskabelige Fakultet (NAT) og hans team havde allerede en lovende metode til at dyrke hud i en chip. Men det fungerede kun lejlighedsvis.

Problemet var ikke biologien, men teknikken. Brewer havde brug for nogen, der kunne bygge noget, der virkede hver gang – og det fandt han i Casper og Arkadiusz.

“De tog vores idé og udviklede en ny måde at fabrikere chippen på, med 3D-print og ingeniørpræcision,” siger Jonathan Brewer.

Resultatet er en robust, fleksibel og automatiseret platform, som ikke blot holder cellerne i live – men får dem til at vokse som rigtig hud.

Hud, der bliver presset – og blomstrer
Den nye chip gør det muligt at stimulere huden mekanisk, mens den vokser. Det lyder måske som en teknisk detalje, men det er afgørende.

”Uden mekanisk stimulation udvikler huden sig ikke korrekt – den forbliver flad og ubrugelig,” forklarer Casper Kunstmann.

I rigtig hud hjælper blid strækning fra daglige bevægelser cellerne med at vokse organiseret og danne stærke forbindelser mellem naboceller, hvilket giver huden dens styrke og fleksibilitet.

Chippen efterligner dette ved mekanisk at strække kunstig hud under væksten, hvilket fremmer korrekt celleorganisering, intercellulære forbindelser og mekanisk styrke.

”På celleniveau ligner det hud,” siger Brewer.

”Den har keratinocytter og fibroblaster og opfører sig som rigtig hud. Vi mangler stadig pigment, immunsystem og blodkar – men det enkle design gør det faktisk lettere at bruge til eksperimenter.”

Mere end forskning – potentiale i behandling
Teknologien bruges allerede til test af lægemidler og sygdomsmodeller, f.eks. til at forstå og behandle modermærkekræft. Men den kan også bruges i kosmetik og toksikologi – og i fremtiden måske til skræddersyede hudtransplantationer.

Brewer gør dog klart, at klinisk brug stadig kræver tid og udvikling.

“Man skal bruge patientens egne celler for at undgå afstødning, og det tager uger at gro huden. Men det kan lade sig gøre.”

I nogle tilfælde, f.eks. ved sjældne hudsygdomme, har man allerede brugt denne tilgang.

“Det handler om timing og behov. Vores chip giver teknologien et mere stabilt og skalerbart fundament,” siger han.

Et samarbejde, der virker
Samarbejdet mellem TEK og NAT er et skoleeksempel på, hvad tværfaglighed kan føre til.

”Biologerne havde idéen, men vi har erfaringen med at bygge noget, der virker,” siger Arkadiusz Goszczak. Casper Kunstmann tilføjer:

“Vi tænker som ingeniører – og vores mål er, at det skal kunne gøres igen og igen.”

Det har de gjort så effektivt, at Brewer nu har sat dem på andre projekter – blandt andet til at bygge systemer til at gro mini-hjerner i forskningen i skizofreni og Alzheimer.

Der kræver stabilitet og automatisering, for hver gang et menneske rører ved prøverne, så er der en betydelig risiko for, at de forurenes:

“Forestil dig at passe noget tre gange om ugen i fem måneder – og så mister du det hele til en infektion,” siger Brewer.

Vejen frem: fra prototype til platform
De første chips fungerede – men nu skalerer de op.

”Vi har lavet en version, hvor vi kan gro otte kulturer i én samlet enhed, med færre rør, mindre risiko og mindre manuel håndtering,” siger Arkadiusz Goszczak.

Teknologien er allerede så stabil, at de printer nye chips på bestilling. ”Vi laver otte – og alle otte virker,” fortæller han.

Samarbejdet mellem TEK og NAT har vist, at når biologi og ingeniørkunst arbejder sammen, kan selv de mest komplekse idéer blive til konkrete, fungerende teknologier.