Исследователи создали то, что можно назвать «кожей в шприце». Гель, содержащий живые клетки, можно напечатать на 3D-принтере и использовать для пересадки кожи, как показало исследование, проведённое на мышах. Эта технология приведет к появлению новых способов лечения ожогов и тяжёлых ран. Исследование было проведено Центром медицины катастроф и травматологии и Университетом Линчёпинга в Швеции и опубликовано в Advanced Healthcare Materials.
При получении серьёзных ран или других повреждений становится ясно, что кожа — это защита организма от внешнего мира. Поэтому помощь организму в восстановлении его барьера после серьёзного ожога может стать вопросом жизни и смерти. При лечении обширных ожогов часто прибегают к пересадке тонкого слоя верхней части кожи — эпидермиса. Он состоит в основном из одного типа клеток. Пересадка только этой части кожи приводит к образованию грубых рубцов.
Под эпидермисом находится более толстый и развитый слой кожи — дерма. В ней расположены кровеносные сосуды, нервы, волосяные фолликулы и другие структуры, необходимые для функционирования и эластичности кожи. Однако пересадка дермы проводится редко, так как после этой процедуры остаётся рана такого же размера, как и та, которую нужно заживить. Суть в том, чтобы создать новую кожу, которая будет не рубцовой тканью, а функционирующим дермальным слоем.
«Дерма настолько сложна, что мы не можем вырастить её в лаборатории. Мы даже не знаем, из чего она состоит. Мы могли бы пересадить строительные блоки, а затем позволить организму самому создать дерму», — говорит Йохан Юнкер, доцент кафедры пластической хирургии в Университете Линчёпинга.
Самый распространённый тип клеток в дерме — клетки соединительной ткани, или фибробласты, — легко извлекаются из организма и выращиваются в лаборатории. Преимущество клеток соединительной ткани в том, что они могут превращаться в специализированные типы клеток в зависимости от потребностей. Ученые создали основу для выращивания клеток на крошечных пористых шариках из желатина — вещества, похожего на кожный коллаген. Но жидкость с этими шариками, нанесённая на рану, не задержится там.
Исследователи решили эту проблему, смешав желатиновые шарики с гелем из гиалуроновой кислоты. При смешивании шариков и геля они соединяются с помощью так называемой клик-химии. В результате получается гель, который, если упростить, можно назвать кожей в шприце.
«Особенность геля в том, что он становится жидким под воздействием лёгкого давления. Например, его можно нанести на рану с помощью шприца, и после нанесения он снова становится похожим на гель. Это также позволяет печатать гель с клетками на 3D-принтере», — говорит Даниэль Айли, соавтор работы.
Учёные напечатали на 3D-принтере небольшие пластины, которые были помещены под кожу мышам. Результаты указывают на то, что эту технологию можно использовать для выращивания собственных клеток пациента из минимального образца кожи, который затем печатается на 3D-принтере в виде трансплантата и помещается в рану.
«Мы видим, что клетки выживают и вырабатывают различные вещества, необходимые для создания новой дермы. Кроме того, в трансплантатах образуются кровеносные сосуды, что важно для выживания ткани в организме. Мы считаем этот материал очень перспективным», — заключил Йохан Юнкер.
