Кожа играет ключевую роль в защите организма, и ее повреждение при тяжелых ожогах или травмах может угрожать жизни. Традиционное лечение — пересадка верхнего слоя кожи, эпидермиса, — помогает лишь частично. Такой трансплантат не способен заменить глубокие слои и нередко приводит к образованию рубцов.
Под эпидермисом расположена дерма — более толстый слой кожи, содержащий кровеносные сосуды, нервы и фолликулы. Именно она обеспечивает эластичность и функциональность кожи. Однако пересадка дермы обычно невозможна, так как для ее забора приходится создавать дополнительную глубокую рану. Поэтому исследователи сосредоточились на создании материала, который позволит организму самому формировать новую дерму.
Самый распространённый тип клеток дермы — фибробласты, или клетки соединительной ткани. Они легко извлекаются из организма и выращиваются в лаборатории, а еще способны превращаться в разные типы клеток. Фибробласты разместили на микрогранулах желатина, напоминающего коллаген кожи. Чтобы материал фиксировался на ране, гранулы объединили с гиалуроновой кислотой, и в результате получился пластичный гель.
Этот гель становится жидким под легким давлением и снова затвердевает после нанесения. Это позволяет вводить его через шприц или использовать для 3D-печати. В ходе экспериментов материал напечатали в виде небольших шайб и имплантировали под кожу мышей.
Результаты показали, что клетки выживают и начинают формировать сосудистую сеть, необходимую для развития новой дермы. Материал поддерживает жизнь клеток и способствует их работе, поэтому в перспективе его можно использовать в медицине.
Создание полноценной сосудистой системы остается одним из главных препятствий в тканевой инженерии. Именно кровеносные сосуды доставляют кислород и питательные вещества к клеткам. Без них трехмерные материалы с выращенными клетками не могут быть большими: по мере роста структуры, клетки в центре погибают от недостатка питания. Это мешает создавать органоиды — мини-версии органов, которые важны для исследований и создания трансплантатов. Новая технология ученых может стать шагом к решению этой проблемы.
