Однажды биопринтер, наполненный клетками пациента, сможет быть доставлен прямо к его больничной койке и напечатает, слой за слоем, кожу поверх раны или ожога. И такой день не так уж далеко.
Учёные из Института регенеративной медицины Уэйк-Фореста (Wake Forest Institute for Regenerative Medicine, WFIRM) создали мобильную систему биопечати кожи. Это первый в своём роде биопринтер, он позволяет печатать двуслойную кожу непосредственно в ране.
«Уникальность технологии в том, что это мобильная система, и с её помощью можно непосредственно в месте нахождения пациента лечить обширные раны, сканируя их, чтобы поместить клетки непосредственно туда, где необходимо создать кожу», — говорит Шон Мёрфи (Sean Murphy), Ph.D., ведущий автор исследования, опубликованного в Scientific Reports.
Для хронических, крупных, неизлечимых ран, таких как пролежни при диабете, особенно ценно такое лечение, поскольку они требуют многократной терапии.
Большинство клеток кожи — кожные фибробласты и эпидермальные кератиноциты, их легко изолировать при небольшой биопсии неповреждённой ткани и размножить. Фибробласты — клетки, синтезирующие внеклеточный матрикс и коллаген, они играют ключевую роль в заживлении ран. Кератиноциты — преобладающие в эпидермисе клетки, наружный слой кожи.
Клетки смешиваются в гидрогеле и помещаются в биопринтер. Для встроенной технологии обработки изображений требуется прибор, который сканирует рану и предоставляет данные программе, какие клетки и куда требуется доставить — слой за слоем. После такой операции начнётся и ускорится формирование нормальной структуры кожи и её функционирование.
Исследователи показали опытный образец системы, но напечатали кожу пока только на доклинических моделях.
Следующий шаг — провести клинические испытания на людях. Сейчас пересадка кожи для лечения ран и ожогов — «золотой стандарт» технологии. Но попытки точного покрытия ран зачастую сталкиваются с препятствиями, особенно в случаях ограниченной возможности найти здоровую кожу. Пересадка кожи от донора — вариант решения этой проблемы, но есть риск иммунного отторжения пересаженной кожи и формирования шрамов. Биопринтер, разработанный в Институте регенеративной медицины, сможет формировать новую кожу прямо в ране, причём будут использованы собственные клетки пациента, а, значит, ткань не будет отторгаться.
«У технологии большой потенциал, больше не потребуется болезненной пересадки кожи, которая влечёт дополнительное увечье пациента, и без того страдающего от обширной раны или ожога, — говорит директор института, Энтони Атала (Anthony Atala), M.D., соавтор статьи. — Мобильный биопринтер сможет помочь в лечении обширных ран, ускорит предоставление помощи и снизит её стоимость».