Исследователи из Ренсселерского политехнического института (США) разработали способ 3D-печати кожи вместе с кровеносными сосудами. Данный прогресс является важным шагом на пути к созданию трансплантатов, которые больше похожи на естественную кожу.
«Сейчас все, что доступно в качестве клинического продукта кожной ткани, больше похоже на необычный пластырь, — отметил Панкадж Каранде (Pankaj Karande), доцент кафедры химической и биологической инженерии и член Центра биотехнологии и междисциплинарных исследований (CBIS), руководитель данной разработки. — Подобная ткань может обеспечить ускоренное заживление ран, но, в конечном счете, она просто отторгается и не интегрируется в организм».
Существенным препятствием для этой интеграции является отсутствие функционирующей сосудистой системы в кожных трансплантатах.
Каранде работал над этой проблемой в течение нескольких лет, ранее опубликовав одну из первых работ, показывающих, что исследователи могут взять два типа живых человеческих клеток, превратить их в «био-чернила» и напечатать их в виде кожи.
В своей статье исследователи рассказали, что для вживления ткани они добавили в смесь эндотелиальные клетки человека, которые помогают росту кровеносных сосудов, и клетки перицитов человека, которые обертывают эндотелиальные клетки. Вместе с животным коллагеном и другими структурными клетками они начинают формировать биологически релевантную сосудистую структуру в течение нескольких недель.
«Как инженеры, работающие над воссозданием биологического компонента, мы всегда ценили и осознавали тот факт, что биологические системы намного сложнее, чем простые системы, которые мы создаем в лаборатории», — отметил Каранде.
Как только исследователи привили его на специальный тип мышей, сосуды из кожи, напечатанные командой Ренсселерского политехнического института, начали связываться и соединяться с собственными сосудами мыши.
«Это чрезвычайно важно, потому что мы знаем, что происходит передача крови и питательных веществ в трансплантат, вживленный в организм», - сказал Каранде.
Чтобы сделать это пригодным для использования на клиническом уровне, исследователи должны иметь возможность редактировать донорские клетки, используя что-то вроде технологии CRISPR, чтобы сосуды могли интегрироваться и приниматься организмом пациента.
«Это значительное событие подчеркивает огромный потенциал 3D-биопечати в точной медицине, где решения могут быть адаптированы к конкретным ситуациям и, в конечном итоге, к отдельным людям», - сказал Дипак Вашишт (Deepak Vashishth), директор CBIS. «Это прекрасный пример того, как инженеры Ренсселерского института решают проблемы, связанные со здоровьем человека».
Каранде сказал, что необходимо проделать дополнительную работу для решения проблем, связанных с ожоговыми пациентами, которые включают потерю нервных и сосудистых окончаний. Но трансплантаты, созданные его командой, приближают исследователей к помощи людям с более дискретными проблемами, такими как диабет или язвы.
«Для таких пациентов это было бы идеально, потому что язвы обычно появляются в разных местах на теле и могут быть обработаны с помощью небольших кусочков кожи», - сказал Каранде. «У пациентов с диабетом заживление ран обычно занимает больше времени, и это также может помочь ускорить этот процесс».