Биопринтер напечатает новую кожу поверх ожога

В основе работы, представленной разработчиками на клиническом конгрессе Американского хирургического колледжа системы лежит принцип функционирования обычных струйных принтеров, что позволяет ей «печатать» крупные фрагменты живой ткани прямо поверх повреждений кожи. Важность этого достижения трудно переоценить, так как ожоги и повреждения диаметром 4 или более сантиметров, сопровождающиеся повреждением всех слоев кожи, не заживают самостоятельно.

Рис. 1. «Биопринтер для печати по коже» перемещается вдоль двух осей: X и Y (A), его печатающая головка содержит картриджи, наполняемые живыми клетками (B).

Эксперименты на мышах продемонстрировали, что применение нового метода ускоряет заживление ран как на второй, так и на третьей неделе после проведения процедуры. При этом полное заживление и формирование рубцовой ткани у животных экспериментальной группы происходило на третьей неделе, чего не наблюдалось в контрольной группе. Печатающая головка принтера состоит из двух отсеков, один из которых обеспечивает нанесение на зону повреждения смеси клеток кожи, фибриногена (одного из компонентов свертывающей системы крови) и коллагена I типа (основного компонента формирующей рубцы соединительной ткани), а второй - тромбина (еще одного компонента системы свертывания).

Рис. 2. Двойная печатающая головка начинает высвобождать свое содержимое только при соприкосновении с обрабатываемым участком.

Подобно компонентам быстрозастывающих полимеров, смешивание которых запускает ведущую к затвердеванию химическую реакцию, соединения, содержащиеся в головках принтера, при смешивании реагируют с образованием фибрина - еще одного белка, участвующего в формировании тромбов. На получающуюся при этом структуру наносят, также с помощью принтера, слой поверхностных клеток кожи - кератиноцитов.

Рис. 3. Обработанный (вверху) и не обработанный (внизу) участки кожи на третьей неделе восстановления.

В ближайшем будущем разработчики планируют протестировать свой принтер на свиньях, кожа которых по структуре более сходна с человеческой. После этого инновация должна будет пройти клинические исследования и занять достойное место, в первую очередь, в ожоговых центрах и военно-полевых госпиталях.