«Кожа в шприце» лечит раны и ожоги без шрамов
Кожа — самый крупный орган человеческого тела, который обеспечивает надежную защиту от повреждений и инфекций. При больших по площади повреждениях, особенно ожогах, кожа теряет свои барьерные функции и это может стоить человеку жизни. В наши дни врачи при обширных ожогах обычно пересаживают тонкий слой эпидермиса — верхней части кожи, состоящей всего из одного типа клеток. Это позволяет закрыть рану и спасти пострадавшего, но оставляет грубые рубцы, ведь под эпидермисом есть более сложный слой — дерма. Именно дерма содержит сосуды, нервные окончания, волосяные фолликулы и другие структуры, которые обеспечивают эластичность и нормальную работу кожи. Полноценная пересадка дермы практически невозможна — для этого пришлось бы создавать еще одну столь же большую рану на теле пациента.
Команда Йохана Юнкера из Линчепингского университета (Швеция) предложила революционное решение, в основу которого легло применение «строительных блоков» из дермы. Ученые выделили и вырастили в лаборатории фибробласты — клетки соединительной ткани, которые легко адаптируются и могут превращаться в другие типы клеток. Чтобы разместить их в ране, ученые «посадили» фибробласты на крошечные пористые шарики из желатина, близкого по свойствам к коллагену кожи.
Но просто вылить такую суспензию на рану нельзя — она не удержится. Поэтому шарики смешали с гелем на основе гиалуроновой кислоты, а затем связали их молекулярными «замками» с помощью кликовой химии. Получился материал, который под легким давлением становится жидким, а после нанесения снова превращается в плотный гель. Его можно вводить через шприц, наносить на рану или печатать на 3D-принтере прямо в нужной форме.
В эксперименте ученые распечатали миниатюрные «диски» с живыми клетками и поместили их под кожу мышей. Клетки не только выжили, но и начали выделять вещества, необходимые для формирования новой дермы. Более того, в пересаженных фрагментах образовались кровеносные сосуды — ключевой элемент для долгосрочного приживления тканей.
Создание сосудистой сети — одна из главных проблем в биоинженерии тканей. Без сосудов клетки в крупных структурах погибают от нехватки кислорода и питательных веществ. В параллельной работе та же группа ученых описала способ изготовления эластичных «нитей» из гидрогеля, состоящего на 98% из воды. Эти нити можно связывать в узлы и формировать из них мини-трубки, по которым течет жидкость или прорастают клетки сосудов. Такая технология может приблизить создание искусственных тканей и «мини-органов» с собственной системой кровоснабжения.
Если «кожа в шприце» дойдет до клинических испытаний, врачи смогут выращивать пересадочный материал прямо из клеток пациента, избегая дополнительного повреждения кожи и сокращая время заживления тяжелых повреждений.
Ранее ученые разработали светочувствительный клей для тела.
