Создание идентичной натуральному образцу человеческой кожи на 3D-принтере

Одной из наиболее значимых новостей уходящего 2019 года стало сообщение о том, что исследовательская группа из Политехнического института Rensselaer впервые в мире разработала новую методику создания кожи, являющейся полностью идентичной человеческой, при этом главной особенностью является то, что полученный материал создается вместе с кровеносными сосудами. Согласно данным предварительных тестов этот биоматериал сможет стать полноценной заменой поврежденных участков кожных покровов у животных и потенциально у человека.

По словам одного из руководителей исследовательской группы Панкаджи Каранде, являющегося членом CBIS – на сегодняшний день все имеющиеся варианты для замены кожных покровов больше похожи на временный пластырь. Новое же решение, найденное в стенах нашей лаборатории, впоследствии поможет обеспечить более скорое заживление ран за счет функционирующей сосудистой системы.

Особенности нового биоматериала

Хотелось бы обратить внимание на то, что не так давно исследователи уже публиковали данные о проведенной изыскательской работе в ходе которой ученые показали, что взятый человеческий биоматериал (в данном случае клетки превращенные в жидкость для принтера) напечатанный на специально разработанной структуре, может помочь создать образец искусственной кожи максимально идентичный натуральной.

В текущем же исследовании ученые показали то, что, добавив в используемый для 3-Д принтера материал, ключевые компоненты к которым можно отнести эндотелиальные клетки, выстраивающиеся внутри сосудов, клетки перицита, являющиеся своего рода оберткой для сосудов, а также другую структурную клеточную массу и животный коллаген впоследствии поможет сформировать кровеносные сосуды.

Руководитель исследовательской группы отметил следующее – как ученые, работающие над созданием биоматериала, мы всегда осознавали, что организмы в разы сложнее чем системы, создаваемые в лабораторных условиях. Но, в ходе нашей исследовательской работы мы были приятно удивлены тем, что, приближаясь к сложностям и начиная заниматься более серьезными разработками, становится возможным их последующая интеграция в живые организмы.

Для доказательства работоспособности новой технологии учеными была создана искусственная кожа с сосудистой системой (использовался биоматериал лабораторной мыши), которая и была успешно пересажена подопытному животному. Полученный имплантат с кровеносными сосудами не был отторжен и полностью прижился. Помимо этого, сосудистая система искусственной кожи соединилась с кровеносной системой животного и кровь начала снабжать клетки искусственной ткани.

Для улучшения биосовместимости исследователи предлагают в последующем использование специальной технологии, подразумевающий редактирование генов CRISPR-Cas, что поспособствует улучшению восприимчивости клеток пациентов, нуждающихся в пересадке биоматериала к новой ткани. Тем не менее для практического применения данной технологии специалистам еще нужно решить ряд вопросов, связанных как со структурой био-ткани, так и с методами ее получения.

Инновационная разработка – искусственная кожа с кровеносной системой в будущем найдет свое место в трансплантологии для устранения последствий аутоиммунных патологий, а также разного рода травм, нарушающих целостность и структуру кожных покровов. Кроме этого, по мнению ученых искусственно созданная ткань вместе с кровеносной системой и нервными окончаниями поможет больным, имеющем серьезные нарушения и повреждения нервной системы.

Ссылка на основную публикацию