Исследователи из Колумбийского университета с помощью 3D-принтера печатают кожные трансплантаты без краев непосредственно на трехмерную структуру области, подлежащей пересадке.
В последние годы трансплантация кожи достигла огромного прогресса. Сегодня трансплантаты чаще биопечатают как живые струйные принтеры, используя собственные клетки пациента для поддержки процесса роста до васкуляризации. Главный недостаток этих печатных вставок в том, что их можно сделать плоскими только с открытыми краями. Этот метод «игнорирует полностью закрытую геометрию кожи человека», говорят исследователи из Колумбийского университета, разработавшие новый процесс создания кожи любой трехмерной формы .
Исследователи из Колумбийского университета печатают на 3D-принтере кожные трансплантаты без краев
Команда опубликовала свою работу в статье под названием «Разработка кожи человека без краев с улучшенными биомеханическими свойствами», опубликованной в январе в журнале Scientific Advances. Ученые объясняют, как они представляли себе «кожу как полностью закрытую трехмерную ткань, которой можно придать форму, соответствующую конечности тела, и которую легко трансплантировать, как биологическую одежду».
«Эти 3D-конструкции кожи, которые можно трансплантировать как «биологическую одежду», могут иметь много преимуществ», — говорит доктор. Об этом сообщил главный исследователь и доцент кафедры дерматологии Колумбийского университета Хассан Эрбиль Абачи. «Они значительно уменьшат потребность в наложении швов, сократят продолжительность операций и улучшат косметический результат».
Более того, эти гомогенные трансплантаты продемонстрировали превосходные механические и функциональные характеристики по сравнению с их лоскутными аналогами. Команда Колумбийского университета назвала эти трансплантаты носимыми кожными конструкциями без краев (WESC).
непосредственно на 3D-структуре области, подлежащей пересадке
Процесс изготовления этих кожных протезов недалек от существующих способов получения «плоской кожи». Место трансплантации сначала сканируется с помощью 3D-лазера, чтобы создать виртуальную копию структуры. Затем данные передаются через программное обеспечение для автоматизированного проектирования для создания полой прикладной модели, после чего сборка печатается. Это служит опорой, на которой могут расти клетки пациента. Он выстлан дермальными фибробластами и коллагеном, затем слоем кератиноцитов (из которых состоит эпидермис) и слоем «пищи», способствующей росту клеток. Как и в случае с «плоской кожей», весь процесс занимает около трех недель, прежде чем она будет готова к пересадке.
3D-печать кожи Альберто Паппалардо и Хасана Эрбиля Абача / Колумбийский университет, Колледж врачей и хирургов Вагелос
Первые лабораторные испытания на мышах были очень многообещающими. «Это было все равно, что надеть шорты на мышей», — говорит доктор Абачи. «Вся операция заняла около 10 минут». Но не будьте слишком нетерпеливы, мышиная кожа совсем не похожа на человеческую кожу. Она лечит иначе. Поэтому потребуются дальнейшие исследования на других животных, прежде чем можно будет начать испытания на людях. Такие испытания наверняка займут несколько лет.