Разработан способ создания непрерывных кожных 3D-трансплантатов

Команда исследователей Колумбийского университета под руководством доктора философии, доцента дерматологии в Колледже врачей и хирургов Вагелоса Колумбийского университета, Хасана Эрбила Абачи разработала способ выращивания персонализированных трехмерных биоинженерных кожных трансплантатов. Ранее подобные искусственные заменители кожи производились только в виде плоских листов, что вызывало значительные трудности при их пересадке на участки тела пациентов сложной формы, например, руки.

Создание 3D-трансплантата начинается с 3D-сканирования части тела, для которой он предназначается. На основе этого сканирования печатается полая, проницаемая 3D-модель в натуральную величину. Затем внешняя часть модели засевается клетками фибробластов кожи, которые создают соединительную ткань, коллагеном (структурным белком) и клетками кератиноцитов из которых состоит большая часть внешнего слоя кожи или эпидермиса. Внутренняя часть модели перфузируется питательной средой для роста клеток, расположенных снаружи.

Процесс выращивания занимает около трех недель, после чего полученный трансплантат целиком снимается с модели, натягивается на ту часть тела, для которой он был изготовлен, и пришивается на место.

Сообщается, в ходе первого лабораторного испытания трансплантат, состоящий из клеток человеческой кожи, был успешно привиты на задние конечности мышей. "Это было похоже на надевание шорт на мышей, - отметил Абачи, - Вся операция заняла около 10 минут". Через четыре недели трансплантаты полностью интегрировались в окружающую кожу мыши, и функции конечностей полностью восстановились.

По словам Хасана Эрбила Абачи: "Трехмерные кожные конструкции, которые можно пересаживать в качестве "биологической одежды", имели бы много преимуществ. Они значительно минимизируют необходимость наложения швов, сокращают продолжительность операций и улучшают эстетические результаты".

В будущем, по мнению Абачи, трансплантаты можно будет изготавливать на заказ из собственных клеток пациента. При использовании образца кожи размером всего 4 на 4 мм можно будет культивировать и размножать достаточное количество клеток, чтобы создать кожу, достаточную для покрытия человеческой руки.

"Другим интересным применением может стать пересадка лица, где наша носимая кожа будет интегрирована с такими тканями, как хрящи, мышцы и кости, предлагая пациентам персонализированную альтернативу пересадке от трупов", - говорит Абаци.

Информация об исследовании опубликована в статье "Engineering edgeless human skin with enhanced biomechanical properties" в Science Advances.