Шведские исследователи из Университета Линчепинга приблизили регенеративную медицину к прорыву, который однажды позволит врачам восстанавливать живую кожу с полноценными кровеносными сосудами. Две команды университета разработали отдельные методы биопечати, которые приближают медицину к решению одной из самых сложных задач – обеспечению новых тканей функционирующей сосудистой системой.

Серьёзные ожоги и травматические повреждения до сих пор лечатся примерно так же, как десятилетия назад – пересадкой тонких слоёв эпидермиса с тела пациента. Хотя такой подход спасает жизни, он оставляет шрамы и не может воссоздать дерму – более глубокий слой кожи, содержащий нервы, кровеносные сосуды и соединительную ткань. Без дермы пересаженная кожа лишается многих своих естественных функций.

Йохан Юнкер, доцент Университета Линчепинга и пластический хирург, отметил: "Дерма настолько сложна, что мы не можем вырастить её в лаборатории. Мы даже не знаем всех её компонентов."

Группа Юнкера разработала специализированные био-чернила μInk, позволяющие создавать кожную ткань послойно с помощью 3D-принтера. Фибробласты – клетки, естественным образом генерирующие белки дермы, такие как коллаген и эластин, выращивались на микроскопических желатиновых шариках и встраивались в гель из гиалуроновой кислоты.

При 3D-печати эта смесь производила искусственно сконструированную ткань с высокой концентрацией живых клеток. В экспериментах по трансплантации на мышах ткань, созданная с помощью μInk, выжила, интегрировалась и начала восстанавливаться, выделяя коллаген и производя новые кровеносные сосуды.

Параллельно команда Линчепинга также разработала технику под названием REFRESH – перенаправление свободно плавающих подвешенных гидрогелевых нитей. Используя гидрогели, состоящие на 98% из воды, исследователи изготовили эластичные нити, которые можно было связывать, плести или даже изменять форму после сжатия. Эти нити сохраняли структуру, но критически важно то, что позже они могли полностью разрушаться ферментами, оставляя открытые микроканалы.

Проектируя размещение нитей, исследователи создавали полые проводники внутри ткани, имитирующие кровеносные сосуды. После растворения гидрогеля через образованные микротрубки можно было прокачивать жидкости, позволяя клеткам кровеносных сосудов расти внутри них.

Несмотря на достижения, серьехные препятствия остаются перед применением в клинических условиях. Лабораторные ткани выращиваются в контролируемых условиях, в отличие от ран, которые представляют сложные среды с воспалением и риском бактериальной инфекции. Однако данное исследование – это еще один шаг вперёд в регенеративной медицине.