Дослідники з Університету Лінчепінга представили дві інноваційні технології 3D-біодруку, що відкривають нові можливості у створенні штучної шкіри з функціональними кровоносними судинами. Ця розробка покликана розв’язати одну з головних проблем сучасної регенеративної медицини — відновлення дерми при тяжких опіках, глибоких ранах і хронічних ушкодженнях шкіри, де традиційні методи трансплантації часто виявляються неефективними.
Перша технологія базується на використанні спеціального біочорнила «μInk». У ньому фібробласти — клітини, що відповідають за синтез колагену, еластину та гіалуронової кислоти — культивуються на поверхні мікроскопічних желатинових гранул і розміщуються в гелі з гіалуронової кислоти. За допомогою високоточного 3D-принтера з цього біочорнила створюється тривимірна структура шкіри з високою щільністю клітин, наближеною до природної.
Експерименти на лабораторних мишах показали, що всередині надрукованих тканинних фрагментів активно ростуть живі клітини, які секретують колаген і відновлюють компоненти дерми. Крім того, в утворених фрагментах почали формуватися нові кровоносні судини, що вказує на перспективу довготривалого приживлення такої тканини після трансплантації.
Друга технологія отримала назву REFRESH (Rerouting of Free-Floating Suspended Hydrogel Filaments) і призначена для створення в штучних тканинах повноцінної судинної мережі довільної форми. Метод ґрунтується на друкуванні та впорядковуванні ниток з гідрогелю, що складається на 98% із води. Ці нитки мають високу механічну міцність, зберігають задану форму після зв’язування чи плетіння і навіть володіють ефектом пам’яті форми, що дозволяє точно відтворювати складні судинні архітектури.
Ключова особливість REFRESH полягає у можливості повного розчинення гідрогелевих ниток спеціальним ферментом без пошкодження навколишньої тканини. Після їх видалення всередині штучного шару залишаються порожнини, які виконують роль кровоносних судин і забезпечують транспортування кисню та поживних речовин до всіх клітин шкіри, підвищуючи її життєздатність.
Керівник дослідження, доцент Йохан Юнкер, підкреслює, що дерма є надто складною для прямого вирощування в лабораторних умовах, тож новий підхід полягає у створенні своєрідних «будівельних блоків», з яких організм зможе самостійно сформувати повноцінний дермальний шар. Науковець додає, що, попри значний прогрес, технології ще потребують удосконалення для клінічного застосування, зокрема вирішення питань імунної сумісності, запобігання запальним реакціям і ризикам бактеріальних інфекцій.
У перспективі такі розробки можуть радикально змінити лікування важких шкірних травм, дозволивши відновлювати великі ділянки шкіри з власною судинною мережею, що наблизить штучні тканини до повноцінного біологічного аналога людської шкіри. Джерело
