Штучна шкіра для людини

Штучна шкіра - біонічний замінник шкірного покриву людини - був би необхідний при різних опіках і травмах, або для заміни постарілій шкіри. Також штучна шкіра розробляється для біонічних протезів, щоб забезпечити чутливість.

23.02.17. В Іспанії навчилися друкувати шкіру на 3D-принтері

Пересадка шкіри потрібно при опіках, різних патологіях, після операцій. Зазвичай для відновлення шкіри використовуються аутогенні трансплантати, коли ділянку шкіри беруть у самого реципієнта. Але при великій площі опіків трансплантація скрутна. Нещодавно ми розповідали, як вирощують клітини шкіри і навіть шматочки шкіри в лабораторії. Але знову ж таки, як отримати ділянку шкіри досить великої площі? Іспанська компанія BioDan Group у співпраці з місцевими НДІ розробила технологію друку шкіри на 3D-Біопринтер. У чотирьох картриджах принтера - плазма крові, фібробласти, хлорид кальцію і кератиноцити. В результаті виходить матриця шарів на основі гідрогелю, що підтримує живі клітини. Після певного часу дозрівання в лабораторії ця надрукована тканина може бути пересаджена в організм людини (поки пересаджували таку шкіру тільки мишам).

При важких опіках необхідно створення штучної шкіри, жиру і хрящової тканини. Для цієї мети вУкаіни був створений проект за участю фахівців дослідницького центру клітинних технологій Інституту пластичної хірургії і косметології, інституту хірургії ім. Вишневського і НДІ хірургії дитячого віку на базі московської клінічної лікарні №9. Фахівці розробили технологію вирощування клітин з власних клітин пацієнта. Крім того, вони створили криохранилище для резервного зберігання клітинного матеріалу.

Команда БІОМЕДІКА з Токійського наукового університету створила новий метод вирощування шкіри з власних стовбурових клітин. Вирощена в лабораторії шкіра має три шари клітин шкіри, а також потові залози, волосяні фолікули і навіть сальні залози. Цього вдалося досягти за допомогою комбінації хімічних каталізаторів. На даний момент це найскладніша штучна шкіра, створена людиною. Причому, стовбурові клітини для процедури можна отримати навіть з краплі крові майбутнього пацієнта. Поки вчені провели експерименти тільки на мишах, але за їхніми прогнозами, такі тканини будуть імплантувати людям вже в найближчі десять років.

Компанія L'Oreal - найбільший виробник косметики, і, звичайно, їм необхідно якось тестувати свої нові засоби. Раніше вони тестували все на тварин, але вже 2 роки всі випробування виконувалися на реконструйованій людській шкірі, яка штучно вирощується в лабораторії. Для цього компанія отримала шматочки донорської шкіри від процедур пластичної хірургії. Потім фахівці розділили зразки на окремі клітини, рекультивировали їх і виростили до тестових фрагментів розміром в 0,5 квадратного сантиметра. Тепер, разом з компанією Organovo в L'Oreal планують роздруковувати шкіру на Біопринтер, що значно прискорить створення тестових зразків.

Бионические протези рук вже виглядають дуже вражаюче, проте поки вони не можуть забезпечити чутливість, наприклад щоб людина могла визначити температуру об'єкта, до якого він торкається або його м'якість. Однак, і це завдання вже почали вирішувати. Група вчених з Південної Кореї створила рукавичку зі штучної шкіри з імплантованими S-образними сенсорами (на даний момент їх 400), сигнали від яких можна передавати в мозок. Поки вони вдало експериментували з мозком пацюка і тепер поглядають на живих людей. Відзначається, що дана технологія побудови штучної шкіри дозволить створювати ділянки різної чутливості. Наприклад, на кінчиках пальців можна буде імплантувати більше сенсорів, ніж на зовнішній поверхні долоні.

Американська компанія TeVido BioDevices займається виготовленням шкірних клаптів для жінок, які перемогли рак молочної залози. Для виготовлення індивідуального шкірного трансплантата ареоли соска компанія використовує жирові і шкірні клітини. TeVido сподівається, що в майбутньому її запатентована технологія Cellatier дозволить врятувати жінок, які постраждали від сильних опіків і хронічних невиліковних ран. Крім відновлення шкіри сосків, TeVido шукає способи впоратися з асиметрією, що виникає після лампектомія. Дослідники стверджують, що, як мінімум, «25% жінок незадоволені зовнішнім виглядом своїх грудей після лампектомія. Ці жінки більш схильні до депресії і страху рецидиву раку в порівнянні з жінками, у яких асиметрія практично непомітна ». Зараз у TeVido виходять лише невеликі шкірні клапті. У майбутньому компанія планує друкувати шкірні трансплантати, які можна буде використовувати в медичних і косметичних цілях. Вона сподівається, що зможе випустити їх на ринок через п'ять років.

Вчені продовжують працювати над створенням штучних органів для трансплантації - адже це один з найперспективніших напрямків Медицини 2.0. На цей раз вирушаємо в Іспанію. Там співробітники Університету Гранади вперше змогли виростити штучну шкіру зі стовбурових клітин, отриманих з пуповини (з ембріональних стовбурових клітин). Вони вже провели експерименти на мишах, у ході яких створений матеріал успішно перетворився епітеліальні клітини шкіри (в організмі миші). Навіщо людині штучна шкіра? В першу чергу, для лікування опіків і обморожень. Звичайно, вже сьогодні лікарі вміють створювати штучну шкіру (вирощувати її з фрагментів здорової шкіри пацієнта) і навіть лікувати шкіру стовбуровими клітинами (наприклад, в Україні). Але існуючі методи вимагають багато часу - кілька тижнів, а значить зростає вартість лікування. Відкриття іспанських вчених дозволить медичним центрам мати запас готової шкіри для швидкого надання допомоги.