Команда, возглавляемая учеными из Политехнического института Ренсселера, напечатала на 3D-принтере волосяные фолликулы из ткани кожи человека, выращенной в лаборатории. Это первый случай, когда исследователи использовали технологию для создания волосяных фолликулов, которая играет важную роль в заживлении и функционировании кожи.
Открытие, опубликованное в журнале “Science Advances”, имеет потенциальное применение в регенеративной медицине и тестировании лекарств, хотя до создания кожных трансплантатов, отращивающих волосы, придется подождать еще несколько лет.
“Наша работа является доказательством того, что структуры волосяных фолликулов могут быть созданы высокоточным и воспроизводимым способом с помощью 3D-биопечати. Такого рода автоматизированный процесс необходим для того, чтобы в будущем стало возможным биомоделирование кожи”, - сказал Панкадж Каранде, доктор философии, доцент кафедры химической и биологической инженерии и сотрудник Центра биотехнологий и междисциплинарных исследований имени Ширли Энн Джексон Ренсселера, который руководил исследованием.
“Реконструкция волосяных фолликулов с использованием клеток человеческого происхождения исторически была сложной задачей. Некоторые исследования показали, что если эти клетки культивировать в 3D-среде, то они потенциально могут образовывать новые волосяные фолликулы или стержни волос, и наше исследование основывается на этой работе”, - сказал Каранде.
Однако волосяные фолликулы весьма важны: они вырабатывают пот, помогая регулировать температуру тела, и содержат стволовые клетки, которые помогают заживлению кожи.
“Прямо сейчас современные модели кожи — инженерные конструкции, имитирующие человеческую кожу, — довольно просты. Увеличение их сложности за счет добавления волосяных фолликулов дало бы нам еще больше информации о том, как кожа взаимодействует с продуктами местного применения”, - сказала Каролина Катарино, доктор философии, первый автор исследования, которая получила докторскую степень в школе Ренсселера и в настоящее время является исследователем, разрабатывающим новые методы тестирования кожи в Grupo Boticário, косметической компании в ее родном городе Бразилии.
“Лаборатория доктора Каранде находится в авангарде разработок кожных тканей. Эта команда уже успешно напечатала кожу с работающими кровеносными сосудами, и это последнее исследование является захватывающим следующим шагом в разработке и тестировании более эффективных методов лечения ожогов и других кожных заболеваний”, - сказал Дипак Вашишт, доктор философии, директор Центра биотехнологий и междисциплинарных исследований имени Ширли Энн Джексон.
“Работа доктора Каранде является прекрасным примером достижений исследователей на стыке инженерии и наук о жизни, оказывающих влияние на здоровье человека”, - сказал Шекхар Гарде, доктор философии, декан инженерной школы Ренсселера. “Внедрение 3D-печати в биологическую сферу открывает захватывающие возможности, которые в прошлом было трудно себе представить”.
Ученые начинают с того, что позволяют образцам клеток кожи и фолликулов делиться и размножаться в лаборатории до тех пор, пока не наберется достаточное количество пригодных для печати клеток. Затем исследователи смешивают клетки каждого типа с белками и другими материалами, чтобы создать “био-чернила”, используемые принтером. Используя чрезвычайно тонкую иглу для нанесения био-чернил, принтер создает слой за слоем на коже, одновременно создавая каналы для размещения волосковых клеток. Со временем клетки кожи мигрируют в эти каналы, окружающие волосковые клетки, отражая структуры фолликулов, присутствующие в реальной коже.
В настоящее время срок службы этих тканей составляет две-три недели, а этого времени недостаточно для развития стержней волос. Будущая работа исследовательской группы направлена на продление этого периода, позволяя волосяным фолликулам созревать дальше и прокладывать путь для их использования при тестировании лекарств и пересадке кожи.
Если понравилась статья - подпишитесь и поставьте лайк!