Международная команда учёных разработала инновационную технологию — искусственную кожу, напечатанную на 3D-принтере с использованием живых клеток. Это ответ на строгие ограничения, введённые в Евросоюзе директивой 2010/63, которая запрещает тестирование косметики и её компонентов на животных. Новая модель кожи призвана заменить традиционные эксперименты, предоставив безопасный и этичный способ проверки косметических средств, включая их наночастицы.
Созданная с помощью 3D-печати кожа максимально точно воспроизводит структуру и функции настоящей человеческой кожи, состоящей из трёх слоёв. Для этого исследователи использовали специальный состав на основе гидрогеля — материала, который смешивают с живыми клетками и затем печатают. Гидрогель играет основную роль, обеспечивая подходящую среду для клеток. Как поясняет профессор Каррин Стана Клайншек из Института химии и технологий биосистем Грацского технического университета (TU Graz), гидрогель должен соответствовать строгим требованиям: он обязан не только поддерживать жизнь клеток, но и способствовать их росту и размножению.
Однако у гидрогеля есть свои сложности: из-за высокого содержания воды он идеально подходит для клеток, но остаётся нестабильным в плане структуры. Чтобы решить эту проблему, австрийские учёные работают над процессом «сшивки» — специальной обработкой материала механическими и химическими методами. Этот процесс должен укрепить гидрогель, сохранив при этом мягкие условия, чтобы избежать применения токсичных веществ, вредных для клеток. После стабилизации материала команда тестирует его в клеточных культурах, проверяя долговечность и отсутствие токсичности.
Искусственная кожа считается полноценной только тогда, когда встроенные в гидрогель клетки выживают в культуре в течение двух-трёх недель и начинают формировать настоящую кожную ткань. Лишь после этого модель можно использовать для тестирования косметики на клеточном уровне. По словам профессора Клайншек, первые результаты испытаний вдохновляют: обработанный гидрогель демонстрирует как структурную устойчивость, так и безопасность для клеток.
Следующий этап исследования — тестирование наночастиц, содержащихся в косметике, с использованием этой 3D-модели. Профессор Клайншек подчёркивает, что успех проекта стал возможен благодаря сотрудничеству TU Graz и института VIT.
«Наш опыт в разработке материалов для имитации тканей идеально дополняет знания VIT в области молекулярной и клеточной биологии. Вместе мы совершенствуем состав гидрогеля и проверяем его пригодность как полноценной альтернативы экспериментам на животных», — говорит она.