Мобильный прикроватный биопринтер для лечения ран

Лечение хронических, больших или незаживающих рани, таких как диабетическая язва, требует очень длительных и дорогостоящих процедур, при этом они часто требуют многократного лечения. Кроме того, известно, что ожоговые поражения составляют до 10-30% ранений в ходе обычных боевых действий.

Представьте себе биопринтер, наполненный собственными клетками пациента, который можно подвезти прямо к постели, чтобы обработать большие раны или ожоги, напечатав кожу, слой за слоем, чтобы начать процесс заживления. Именно такую системы намерены создать ученые американского Института регенеративной медицины (Wake Forest Institute for Regenerative Medicine). Первую в своем роде, которая позволяет наносить двухслойную "кожу" непосредственно на рану.

Информация об этой разработке была опубликована в журнале Nature Scientific Reports.

Уникальным аспектом этой технологии является мобильность системы и возможность лечения обширных ран на месте путем их сканирования и измерения для того, чтобы новые клетки располагались непосредственно там, где они необходимы для создания кожи. Технология этого метода следующая.

Основные клетки кожи - дермальные фибробласты и эпидермальные кератиноциты - легко отделяются при небольшой биопсии неповрежденной ткани и могут быть размножены. Фибробласты — это клетки, синтезирующие внеклеточный матрикс и коллаген, которые играют важную роль в заживлении ран, в то время как кератиноциты являются преобладающими клетками эпидермиса, самого внешнего слоя кожи.

Клетки смешиваются в гидрогель и помещаются в биопринтер. Интегрированная в систему технология визуализации, использующая устройство, которое сканирует рану, подает данные в программное обеспечение биопинтера. Затем программа выдает команды печатающим головкам, позволяющие доставить клетки точно на поверхность раны, слой за слоем. Это помогает воссоздать и ускорить формирование нормальной структуры и функции кожи.

Исследователи продемонстрировали доказательство работы концепции системы, напечатав кожу непосредственно на доклинических моделях. Следующим шагом является проведение клинических испытаний на людях.

В настоящее время "золотым стандартом" для лечения ран и ожогов является трансплантация кожи, однако адекватное покрытие ран часто представляет собой проблему, особенно в условиях ограниченной доступности здоровой кожи для использования. Донорские трансплантаты кожи также являются приемлемым вариантом, однако существует риск иммунного отторжения трансплантата и образования рубцов. С новой биопринтерной системой исследователи могли видеть новую кожу, формирование которой начиналось из центра раны, и это происходило только при использовании собственных клеток пациента, поэтому новые ткани принимались и не отторгались.