Wie Hautzellen von Fuß-Sohlen helfen könnte, entlasten der amputierte stumpf Verletzungen

Imperiale Wissenschaftler hoffen, um re-engineer stumpf-Haut für mehr Komfort-Prothetik—mit Haut von der Sohle des Fußes als Vorlage.

Menschen, die Gliedmaßen entfernt, verwenden oft falsche Arme und Beine, bekannt als Prothesen, Verbesserung der Mobilität und Unabhängigkeit—aber 75 Prozent der Prothesen-tragen amputierte Probleme wie Haut Tränen, Geschwüre und Blasen.

Um dies zu beheben, Imperial Wissenschaftler wollen, um re-engineer stumpf Haut resistent geworden zu reiben, indem es dicker und besser zu tragenden Gewicht und der mechanischen Kraft.

Dr. Claire Higgins und Dr. Colin Boyle vom Imperial Department of Bioengineering, verwenden möchten, die Dicke, zähe Haut von der Sohle des Fußes als Vorlage für die robustere Haut stumpf. Sie hoffen, dies wird reduzieren reiben und Schmerzen von Prothesen.

Sie führen die Autoren eines neuen Papiers, veröffentlicht in der Wissenschaft Fortschritte, das sieht, was macht sole Haut so hardy.

Caroline Brogan Sprach mit Dr. Higgins, um herauszufinden, warum Ihre team-Arbeit verbessern könnte das Leben von amputierten.

Welche Probleme werden damit gelöst?

Viele amputierte verwenden, Prothetik, um zu versuchen, zu emulieren, die Bewegungsfreiheit und Unabhängigkeit, die Nichtbehinderte Menschen haben. Prothetische Hände, zum Beispiel, lassen amputierte pick-up-Objekte, und Beinprothesen kann Ihnen helfen, wieder gehen zu können. Aus diesem Grund, Prothetik sind von unschätzbarem Wert—aber Sie sind auch mit Problemen behaftet.

Ein Problem ist, dass Sie reiben auf der Haut, die nicht gerüstet, um mit reiben oder Unterstützung der zu viel Gewicht. Stumpf Haut bricht, verursacht Blasenbildung und Ulzerationen, die zu Infektionen führen können und eine Menge Schmerz.

Die Probleme können bedeuten, dass amputierte oft finden, mehr Entlastung von der Einnahme aus, die Ihre Prothesen als Sie auf das tragen von Ihnen. Wir wollen helfen, das ändern.

Deshalb habe man sich an der Sohle Haut zu helfen, stump Haut?

Die Unterseite des Fußes bedeckt ist, was ist bekannt als plantare Haut. Diese Haut ist einzigartig, an den Sohlen unserer Füße, und ist besonders dick und gepolstert, die hilft, es bleiben intakt, wenn Sie es trägt unser Gewicht und reibt gegen Schuhe.

Die Haut auf unseren Armen und Beinen, aber ist nicht darauf ausgelegt, Gewicht zu tragen, oder haben harte Materialien reiben gegen Sie. Wir fanden uns Fragen, warum die Haut unter den Füßen nicht brechen, wenn wir uns bewegen oder Schuhe tragen; und ob wir uns isolieren können, dass Eigentum und irgendwie integrieren es in die Haut stumpf.

Wie wird Ihre neue Studie zeigen?

Sie würde vergeben werden für das denken, dass Dicke plantare Haut entwickelt sich als Anpassung an den Druck, wie wir aufwachsen, sondern Ihre Dicke ist in der Tat genetisch bedingt. Dies wussten wir bereits, aber wir wollten sehen, wenn wir herausfinden könnten, wie das funktioniert praktisch: was macht sole Haut so widerstandsfähig?

Wir verwendeten Rechenmodelle zur analyse der make-up-Sohle, Haut und wie verhält es sich anders zu regelmäßigen Haut unter Druck. Wir haben festgestellt, dass die äußerste Schicht der Sohle Haut, das stratum corneum, spielt die größte Rolle beim Schutz der Haut vor Tränen und Blasen. Diese Schicht ist viel dicker Sohle Haut als andere Hauttypen.

Wir haben festgestellt, dass dickere Haut nicht schützen, Sohle Haut Geschwüre. Stattdessen fanden wir, dass der größte Faktor im Schutz der Sohle Haut von Geschwüren ist die Art, wie starke strukturelle Proteine, genannt keratin und Kollagen, angeordnet sind. Wir haben festgestellt, dass die epidermis, das ist die nächste Schicht nach unten aus dem stratum corneum, enthält weit mehr keratin, sowie verschiedene Arten von keratin, als in anderen Haut, die hilft, Sohle Haut zu widerstehen abhängen.

Ebenso haben wir festgestellt, dass Kollagen angeordnet ist, viel dicker ‚bundles‘ in plantare Haut, und das Kollagen Fasern selbst sind nicht dicker.

Alle diese Faktoren tragen zu der plantar-Haut, die härter und widerstandsfähiger gegen Verletzungen—Merkmale, die amputierte könnte wirklich nützlich finden für Ihre stümpfe.

Wie werden Sie Ihre Erkenntnisse helfen, Sie abzuhärten stumpf Haut?

Wir hoffen, dass unser Papier wird helfen, definieren Sie genau das, was wir wollen, wenn wir denken, dass der härtere stumpf Haut.

Wir wissen nun, dass der stumpf-Haut braucht eine dickere Kollagenfasern, dickere Bündel von Kollagen und verschiedene Arten von keratin zu Verhalten, als alleinige Haut ist—so, jetzt müssen wir herausfinden, wie dies zu tun!

Das ist eine ziemliche Herausforderung! Was ist als Nächstes für Sie?

Es ist eine große Herausforderung, logistisch zu übersetzen, um Patienten, aber wissenschaftlich, die wir bereits definiert haben mehrere mögliche Wege, die wir hoffen, dass wir erfolgreich sein werden—darunter die Einbeziehung genetische material in den stumpf Haut zu helfen, es wachsen dickere und mit sole Haut-inspiriert, Haut-Transplantate.

Jede Haut hat das Potenzial zu wachsen in unterschiedlicher Weise, so könnten wir sogar zu manipulieren, genetisches material, das bereits in der stumpf-Haut ändern Sie Ihre make-up. Zum Beispiel könnten wir injizieren Zellen, die sogenannten Fibroblasten, die Auslöser der Produktion von Kollagen und verändern die Art von keratin produziert, wodurch die Hautschichten dicker im Laufe der Zeit.

Alternativ könnten wir plantare Haut, Zellen und wachsen Sie in dicken Schichten im Labor, die dann veredelt werden auf die stümpfe.

Wir wissen noch nicht, wie hilfreich diese Ansätze werden, so halten wir unseren Geist öffnen und zu erforschen alle Möglichkeiten.

Könnten Sie sagen, das ist ein neues Gebiet der Forschung ganz?

Unser Ansatz zur Verbesserung der amputierte Leben ist ziemlich anders als die meisten. Die meisten Forscher betrachten, wie die Verbesserung der Prothesen selbst, so ist auch unsere Arbeit auf die Verbesserung der Schnittstelle zwischen Mensch und Technik ist ziemlich einzigartig.

Vielleicht werden wir unsere Arbeit inspirieren, mehr Wissenschaftler zu denken, außerhalb der box zu verbessern stumpf Haut und das Leben von amputierten so normal wie möglich.