Созданы 3D-биоинженерные кожные трансплантаты для кистей рук

Исследователи из Медицинского центра Ирвинга Колумбийского университета разработали метод создания трехмерных биоинженерных кожных трансплантатов. На сегодняшний день биокожу обычно создают в виде плоских листов. Однако их трудно приспособить к таким сложным анатомическим «конструкциям», как рука, поэтому исследователи разработали более сложную технику, которая сочетает в себе лазерное сканирование, 3D-печать и клеточную культуру для создания бесшовных трехмерных кожных трансплантатов. Например, ученые уже создали образец, который может быть полезен для замены кожи на руках, просто надев его на руку (как перчатку).

Замена поврежденной кожи является непростой задачей. Традиционные кожные трансплантаты требуют, чтобы кожа была взята в другом месте, прежде чем прикладываться к поврежденному участку, что, очевидно, не выглядит идеально. Ученые разрабатывают биоинженерную кожу, комбинируя человеческие клетки с биоматериалами, но до сих пор эти конструкции представляли собой простые листы, которые нелегко разрезать и прочно прикрепить к нашей волнистой анатомии.

Чтобы решить эту проблему, эксперты из Колумбийского университета разработали метод, позволяющий создавать трехмерные конструкции, более похожие на одежду, которую можно просто натянуть на поврежденную ткань. Помимо простоты применения, этот метод подразумевает разработку конструкций для каждой ситуации, что позволяет создавать персонализированные «модели», идеально подходящие для каждого пациента.

«Трехмерные конструкции кожи, которые можно трансплантировать в качестве «биологической одежды», будут иметь много преимуществ. Они значительно сведут к минимуму необходимость наложения швов, сократят продолжительность операций и улучшат эстетический результат», — сказал Хасан Эрбиль Абачи, одиин из авторов изобретения.

Этот подход включает лазерное сканирование области тела, на которую будет наложен трансплантат — например, место ожога, в результате которого была повреждена большая часть кожи на руке. В этом случае рука пациента будет отсканирована, а затем медики смогут использовать компьютерное проектирование для создания шаблона конструкции, похожей на полую перчатку. Следующий шаг включает 3D-печать подложки из биоматериала необходимой формы и последующее заселение ее белками соединительной ткани, такими как коллаген, и фибробластами кожи, которые могут секретировать компоненты соединительной ткани. Затем исследователи высеивают кератиноциты на внешней стороне трансплантата, чтобы сформировать слой эпидермиса.

После периода культивирования трансплантат можно надеть на травмированную руку, как перчатку. «Мы предположили, что полностью закрытая трехмерная форма будет более точно имитировать нашу естественную кожу и будет механически прочнее, и это то, что мы обнаружили», — сказал Абачи. «Просто сохраняя непрерывную геометрию человеческой кожи, вы значительно улучшаете состав, структуру и прочность трансплантата».