При тежки изгаряния и травми регенерацията на кожа бързо може да се превърне във въпрос на живот и смърт. Обичайното лечение включва трансплантация на тънък слой епидермис от друга част на тялото, но този метод оставя големи белези и не възстановява напълно функционалността на кожата. Реалното предизвикателство е дермата – по-дълбокият слой, в който се намират кръвоносни съдове и нерви. Без нея трансплантираната кожа остава непълноценна.

Сега екип от шведски учени може би е направил една от най-важните стъпки към разрешаването на този проблем. Те разработват два вида 3D биопринтиране, способни да генерират изкуствена кожа с изградена васкуларизация – т.е. с кръвоносни съдове. Постиженията са описани в две отделни изследвания, публикувани в списание Advanced Healthcare Materials.

„Дермата е толкова сложна, че не можем да я отгледаме в лаборатория. Дори не знаем какви са всички нейни компоненти. По тази причина ние, както и много други, вярваме, че можем да трансплантираме градивните елементи и да оставим тялото само да изгради дермата“, казва Йохан Юнкер, доцент в Университета Линшьопинг и специалист по пластична хирургия, който ръководи проекта, пред WIRED.

Екипът създава био-мастило с името μInk, в което фибробласти – клетки, които произвеждат колаген, еластин и хиалуронова киселина – се култивират върху малки желатинови гранули и се обвиват в гел от хиалуронова киселина. С помощта на 3D принтер учените успяват да изградят кожа с висока плътност на клетки.

Системата въвежда мутации при всяко делене на клетката и може да съкрати години от разработката на нови лекарства

Бутон за скоростна еволюция: Нова платформа ускорява мутациите 100 000 пъти и обещава пробив в медицината

При експерименти, проведени с лабораторни мишки, трансплантираните фрагменти от това мастило показват растеж на живи клетки, които отделят колаген и възстановяват структурни елементи на дермата. В тъканта се развиват и нови кръвоносни съдове – доказателство за потенциална дълготрайна интеграция.

Паралелно с това е създадена и технологията REFRESH (Rerouting of Free-Floating Suspended Hydrogel Filaments), която позволява изграждането на кръвоносни канали в изкуствени тъкани. Тя използва нишки от хидрогел – материал с 98% съдържание на вода, които са достатъчно здрави, за да се връзват или сплитат, и „запаметяват формата“. Под въздействието на специфичен ензим нишките могат да се разпадат, като оставят тънки кухини, които функционират като съдови канали.

Китайска компания, наричаща себе си „фабрика за органи на бъдещето“, е хуманизирала прасе чрез генно инженерство, за да направи възможна трансплантация на мъж в мозъчна смърт

Китайски лекари извършиха първата в света трансплантация на бял дроб от прасе на човек

Когато се комбинират двете технологии – плътно клетъчно мастило и мрежа от съдове – това би позволило създаването на изкуствена кожа, в която кислород и хранителни вещества достигат до всяка една клетка. Учените вече успяват да изградят триизмерни съдови мрежи под формата на възли или „плитки“, като следващата цел е автоматизация на процеса, за да се приложи при по-големи изкуствени органи.

Остават и редица неизвестни – как да бъдат избегнати възпаления, инфекции и усложнения в реалната среда на рана. Но според екипа в бъдеще тези технологии може да се превърнат в пробив за регенеративната медицина и лечението на тежки изгаряния – област, в която „истинската“ кожа досега оставаше недостижим стандарт.