У лабораторії Альберто Паппалардо, лікаря та постдоку, що спеціалізується на дерматології та тканинній
Шкірна конструкція у формі руки
Технологія вирощування шкірних конструкцій незазнала особливих змін за 40 років; зазвичай вони є плоскі прямокутні або круглі латки. Це проблема, говорить Хасан Ербіл Абачі, доцент, біоінженер і радник Паппалардо, тому що ці форми не відповідають формам частин тіла, таких як пальці та обличчя. Накладання двовимірних пластирів на тривимірні контури вимагає більше пластирів, отже, більше швів і триваліших операцій. Це виглядає гірше естетично і гірше працює механічно.
У статті у журналі Science Advances командаописала свій процес виготовлення тривимірного трансплантата, який вони називають «безкрайнім», тобто має форму, відповідну частини тіла, і не має швів. Вони почали з 3D-друку каркаса, що дозволяє клітинам шкіри рости у потрібній формі. Паппалардо посіяв людські клітини шарами навколо каркасу, а потім почекав, поки ці клітини збудують щільну мережу структурних молекул. Сконструйована шкіра точніше повторює форму та функції, ніж будь-яка інша до неї, а коли її випробували на миші, вона інтегрувалася так, ніби це була рідна шкіра — на процедуру накладки знадобилося 30 секунд, а на всю операцію — 10 хвилин.
Команда Абачі розпочала свій експеримент звирощування шкіри простий циліндричної форми. Вони використовували 3D-сканування або цифрову модель для друку проникного пластикового каркасу для клітин двох шарів шкіри – внутрішньої дерми та зовнішнього епідермісу. Паппалардо відлив фібробласти (клітини дерми) із колагеном навколо будівельного лісу. Протягом двох тижнів шар дозрівав, а потім вчений посіяв кератиноцити – клітини епідермісу. Ця комбінація протягом тижня перебувала під впливом повітря з одного боку та рідини з іншого – як наша шкіра. І це спрацювало. "Ми подумали: якщо ми можемо зробити циліндр, то вийде зробити будь-яку форму", - говорить Абаці.
Прорив започаткував дебати всередині науковоїгрупи: одна група вчених хотіла виростити обличчя, але перемогла та, яка хотіла спробувати руку. Вони уявили собі п'ятипалу структуру, яку можна було б розкрити біля зап'ястя, одягнути як рукавичку, а потім накласти шви. "Вам доведеться накладати пов'язки тільки в області зап'ястя, і на цьому операцію буде закінчено", - говорить Абаці.
Тож у лабораторії надрукували п'ятипалий каркас.розміром із пачку цукру, підготували клітини, як і раніше, а потім перевірили, наскільки добре ця конструкція тримається порівняно із традиційними трансплантатами. При випробуванні на механічну деформацію «безмежні» конструкції перевищували плоскі на 400%.
Але чи може такий трансплантат шкірисправді прижитися? Демонстрація Паппалардо на мишах, яку він зрештою провів 11 разів, стверджує, що так. Він вибрав задню кінцівку миші, оскільки геометрія цієї області дуже складна. Через чотири тижні після заміни шкіри штучна конструкція повністю інтегрувалася в навколишню шкіру миші.
Читати далі:
Землю у Китаї пробурили на рекордну глибину
Справа не в Землі: вчені пояснили, чому Сонячна система є найрідкіснішою
Спарювання жирафів виявилося ще дивнішим, ніж вважалося раніше