Tehisnahk annab inimese kehale uue elu

 (4)
Tehisnahk annab inimese kehale uue elu
Scanpix

Üldpindalaga kuni kaks ruutmeetrit on nahk meie suurim organ. See katab kogu keha pealispinda ja eraldab selle ümbritsevast keskkonnast. Nahk mängib tähtsat rolli kaitses mikroorganismide, kuivamise, päikesevalguse ja temperatuurimuutuste vastu ning lisaks istuvad seal paljud närvilõpmed, tänu millele suudame tunda näiteks survet ja temperatuuri.

Nahka peetakse umbes 1000 miljardi bakteri peremeheks, kellest enamus on kahjutud või lausa kasulikud, kuna hoiavad eemal näiteks haigusttekitavad mikroorganisme, kirjutab Imeline Teadus.

Meie nahk on 2-3 mm paksune ja koosneb kolmest põhikihist: marrasnahk (epidermis), pärisnahk (dermis) ja alusnahk (hüpodermis). Marrasnaha saab omakorda jagada viieks kihiks: stratum corneum, stratum lucidum, stratum granulosum, stratum spinosum ja kõige sügavam kiht, stratum basale, mis on kasvukiht. See koosneb ühest ainukesest niinimetatud kerotinotsüüt-tüvirakkude kihist, mille vahel asuvad melanotsüüdid, mis moodustavad pruuni pigmenti melaniini.

Keratinotsüüt-tüvirakud jagunevad ja liiguvad läbi marrasnaha kihtide üles, arenedes samal ajal küpseteks keratinotsüütideks, mis on marrasnaha tavalisim rakutüüp. Need toodavad pikki kiude sarvjast valgust keratiinist, mis muudab naha veekindlaks. Marrasnahast läbi liikudes naharakud järk-järgult surevad ja naha pealmine kiht, sarvkiht, koosneb eranditult surnud keratinotsüütidest.

Seotud lood:

Marrasnaha all asub pärisnahk, mis koosneb peamiselt sidekoest. See sisaldab suurel määral kollageeni ja elastiini, mis muudavad naha tugevaks ja venivaks. Pärisnahas on ka karvanääpsud, lihaskiud karvade tõstmiseks, närvid, higi- ja rasunäärmed ning lümfi- ja veresooned. Veresooned varustavad pärisnahka hapniku ja toitainetega ning vabastavad selle jääkainetest. Veresooned teenivad ka marrasnahka, millel endal pole veresooni, difundeerides aineid läbi rakkude.

Naha sügavaim kiht on alusnahk, mis koosneb rohkelt isoleerivat rasva sisaldavast lahtisest sidekoest. Alusnahk kinnitab naha luude ja lihaste külge ning seda läbivad suured veresooned, mis harunevad pärisnaha peenikesteks veresoonteks.

Põletik soodustab loomulikku paranemist

Naha üks tähtsamaid ülesandeid on keha kaitsmine. Seetõttu saab nahk õnnetuste korral enamasti ka esimesena viga. Teravad esemed, karedad pinnad, päikesepõletused, kuumad vedelikud või tuli vigastavad nahka. Välja arvatud vaid marrasnahka kahjustavad esimese astme päikesepõletused, põhjustavad enamik vigastusi haavu, mis ulatuvad pärisnahka või isegi alusnahka. Vastupidiselt peaaegu kõigile teistele organitele on nahal ainulaadne võime regenereeruda ja isegi suhteliselt suured haavad võivad paraneda ilma, et nendest jääks järele arm.

Siirdamine parandab tõsiseid vigastusi

Ulatuslike põletuste ja suurte haavade korral on nahal raske ennast taastoota, sest enne muutuvad näiteks vedelikukaotus või infektsioonid patsiendi jaoks tõsiseks ohuks. Sellistel juhtudel peab naha asendama ja seda saab teha, siirdades patsiendi kehalt tervet nahka mujalt – tavaliselt tuharatelt, sisereitelt, kõhult või seljalt. Kui patsiendi vigastused on nii ulatuslikud, et piisava koguse terve naha võtmine pole võimalik, võib kasutada elus või surnud doonorit. Sellistel juhtudel on siiski tegu ajutiste lahendustega, kuna võõrnahk tõugatakse keha poolt ära ühe nädala jooksul.

Nahk kooritakse ära suure žiletisarnase riistaga. Olenevalt haava sügavusest valivad arstid kas osalise nahasiirdamise, mis hõlmab marrasnahka ja vaid õhukest pärisnaha kihti, või täieliku nahasiirdamise, mil kaasatakse ka kogu pärisnahk. Haav, mis doonornaha äralõikamisel tekib, on tavaliselt nii terve ja tugev, et suudab ise sideme all ära paraneda.

Seejärel lastakse nahk läbi pesurullisarnase masina, mis lõikab sellest võrgumustrilisi viile, nii et seda saab kergemini venitada ja katta sellega suurema piirkonna. Haava servad õmmeldakse või klammerdatakse uue nahaga kokku ja haav kaetakse sidemega. Seejärel läbib haav üldjoontes loomuliku paranemisprotsessi ja enamikel juhtudel paraneb see mõne nädalaga. Nähtavaks jääb kõige rohkem kerge arm haava servas.

Kunstlik nahk parandab raskeid haavu

Kui ulatusliku põletuse või suure haava tõttu ei ole võimalik võtta patsiendilt piisavalt nahka ja kui doonornahka pole või keha tõukab selle ära, võib osutuda vajalikuks haava katmine kunstliku nahaga. Kuna nahk on väga spetsiifiliste elutähtsate funktsioonidega keeruline organ, ei saa seda asendada täiesti sünteetilise tootega. Kunstlik nahk peab kokku sulama uue nahaga, mille patsiendi keha tasapisi moodustab ja seetõttu peab see võimalikult palju sarnanema loodusliku nahaga. See saavutatakse, kui kunstlikku nahka rikastatakse tähtsate valkudega või elava loodusliku naha rakkudega, mis pärinevad kas patsiendilt või doonorilt.

Sünteetiline nahk on „surnud“ ja ei sisalda seega elavaid rakke, mis võiks hävinud naha taastada. Kunstliku naha eesmärk on kaitsta haava aurustumise ja infektsiooni eest ning moodustada teatud laadi vundament, mis loob head tingimused patsiendi oma naha taastumiseks.

Sünteetilises nahas on looduslik marrasnahk asendatud silikoonmembraaniga, samas kui pärisnahka jäljendatakse kollageeni, hüaluroonhappe või nailoni kolmemõõtmelise võrgustikuga, mis on kaetud valgukiududega. Sünteetilist nahka saab säilitada külmas ja kasutamisel on see väga paindlik, kuna sellega ei teki äratõukereaktsiooni riski. Seepärast saab ravi sünteetilise nahaga alustada lühikese etteteatamisajaga.

Spetsialiseeritud nahk ravib haigusi

Peale haavaparandamise hõlmab kompleksse mitmekihilise naha kasvatamise võimalus ka teisi suuri väljavaateid. Kui nahka kasvatatakse laboratooriumis, saavad teadlased sellega lihtsalt katseid teha ja sellele isegi erilisi omadusi anda. Näiteks võib nahk geneetilise muundamise abil toota insuliini.

Suured haavad tekitavad kõrge infektsiooniriski. See on probleemiks näiteks põletushaavade puhul, kuna paranemine võtab kaua aega ja haavu ei saa täielikult sulgeda, sest kude peab hingama. Isegi kui haava ravitakse efektiivselt elava kunstliku nahaga, ei suuda see alguses täielikult infektsioonidega võidelda ja arstid peavad suurtes kogustes antibiootikume kasutama. Seda probleemi püüavad teadlased lahendada geneetilise muundamisega, mis mitmekordistab kunstliku naha suutlikkust infektsioonidega võidelda.

2009. aastal muundasid USA Wisconsin-Madisoni Ülikooli teadlased geneetiliselt marrasnaha keratinotsüüte nii, et need tootsid suurtes kogustes väikest valgutükki nimega hCAP-18. Seda leidub nahas ka tavaliselt, kuid palju väiksemates kogustes, kus see suudab raketina augustada mikroorganismide rakuseina ja need tappa. Geneetiliselt muundatud keratinotsüüdid tootsid enam kui 100 korda rohkem antimikroobseid valke ja nende võime infektsioonidega võidelda oli tähelepanuväärne.

Teadlased tilgutasid hiirtele tekitatud põletushaavadele multiresistentset bakterit sisaldavat lahust ja ravisid haavu marrasnahaga, mis oli kasvatatud kas tavalistest või geneetiliselt muundatud keratinotsüütidest. Katse näitas, et geneetiliselt muundatud nahk vähendas multiresistentsete bakterite arvu nii palju, et neid võrreldes tavalise nahaga esines alla ühe protsendi.

Artikkel inimese nahast ja sellega seotud uuematest teaduslikest avastustest ilmus Imelise Teaduse 2011. aasta juuli numbris. Artikkel oli kaheksal leheküljel.

Jälgi Forte uudiseid ka Twitteris!