Исследователи из Университета штата Пенсильвания напечатали на 3D-принтере многослойную живую кожу с потенциалом для восстановления волос во время операции на крысах. Операция исправила значительный дефицит кожи на головах животных.
Анатомически кожа состоит из трех слоев: самого внешнего (видимого) эпидермиса, средней дермы и самого глубокого слоя — гиподермы. Гиподерма, состоящая из соединительной ткани и жира, обеспечивает структуру и защитную поддержку черепа. Корни волосяных фолликулов проникают в гиподерму, где начинают расти волосы.
Ранее ученые использовали два разных вида биочернил для одновременной 3D-печати твердых и мягких тканей для заживления ран в черепах и коже грызунов. В новом исследовании ученые воссоздали во время печати все три слоя нормального эпидермиса.
Иллюстрация технологии 3D-печати кожи. Изображение: Youngnam Kang et al., Bioactive Materials, CC BY-NC-ND 4.0 DEED
Исследователи использовали жировую ткань человека, извлекая сеть молекул и белков — внеклеточный матрикс, который обеспечивает структуру и стабильность ткани. Это сформировало один из компонентов биочернил. Вторым компонентом были стволовые клетки, полученные из жировой ткани. Третий представлял собой раствор для свертывания крови, содержащий фибриноген, который помогал другим компонентам связываться с областью повреждения.
Три отсека позволяют нам совместно печатать смесь матрицы и фибриногена вместе со стволовыми клетками с точным контролем. Мы печатали непосредственно на месте травмы с целью формирования гиподермы, которая способствует заживлению ран, образованию волосяных фолликулов, регулированию температуры и многому другому.
Ибрагим Озболат, соавтор исследования
После биопечати слоев гиподермы и дермы внешний эпидермис сформировался сам по себе, что обеспечило почти полное заживление раны в течение двух недель. Они обнаружили, что гиподерма содержит «наросты», начало развития волосяных фолликулов. Исследования показали, что стволовые клетки, полученные из жира, тесно связались с волосяными фолликулами и могут стимулировать их рост.
Печать кожи на ране (чувствительный контент)
Исследователи надеются, что технология, особенно способность к росту волос, улучшит внешний вид реконструктивных операций — восстановления кожи после серьезных травм и повреждений. Результат будет выглядеть более естественно, что окажет положительное влияние на психическое благополучие пациентов.
