04.11.2019 11:13

Ученые впервые напечатали человеческую кожу с сосудами

Доктора называют этот прогресс началом революции в медицине

Елена Назарова

Исследователи из политехнического института Rensselaer разработали способ 3D-печати живой кожи с кровеносными сосудами. Прогресс, опубликованный сегодня в Tissue Engineering Part A, является большим шагом на пути к созданию трансплантатов, которые будут максимально близки к структуре человеческой кожи.

«Прямо сейчас все, что доступно в качестве клинического продукта, больше похоже на необычную пластырь. Он обеспечивает ускоренное заживление ран, но в конечном итоге он просто отваливается; он никогда не интегрируется с клетками-хозяевами», — сказал Панкадж Каранде, доцент кафедры химической и биологической инженерии и член Центра биотехнологий и междисциплинарных исследований (CBIS), руководитель исследования в Rensselaer.

Существенным препятствием для этой интеграции является отсутствие функционирующей сосудистой системы в кожных трансплантатах.

Каранде работал над этой задачей 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 структуре, подобной коже. С тех пор он и его команда работают с исследователями из Йельской школы медицины, чтобы включить в печатаемый материал сосудистую сеть.

Сосудистая система в биопечатной коже

                                                           Сосудистая система в биопечатной коже. Изображение через микроскоп

В новой статье исследователи показывают, что, если они добавят ключевые элементы — в том числе человеческие эндотелиальные клетки, которые выстилают внутреннюю часть кровеносных сосудов, и человеческие перицитные клетки, которые обертывают вокруг эндотелиальных клеток — с животным коллагеном и другими структурными клетками, которые обычно обнаруживаются в кожном трансплантате, клетки начинают связываться и формировать биологически релевантную сосудистую структуру в течение нескольких недель.

«Как инженеры, работающие над воссозданием биологии, мы всегда ценили и осознавали тот факт, что биология тела намного сложнее, чем простые системы, которые мы делаем в лаборатории. Мы были приятно удивлены, обнаружив, что, как только мы начинаем приближаться к этой сложности, биология печатаемых материалов начинает становиться все ближе и ближе к тому, что существует в природе», — сказал Каранде.

Эксперименты были проведены на мышах: как только йельская команда привила напечатанный участок кожи грызунам, сосуды из нее начали связываться и соединяться с собственными сосудами мыши.

Чтобы сделать изобретение 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, директор CBIS. 

Каранде сказал, что необходимо проделать дополнительную работу для решения проблем, связанных с ожоговыми пациентами, которые включают потерю нервных и сосудистых окончаний.

Читайте также

Комментарии