Группа учёных из Испании создала прототип био-3D-принтера, который способен изготовить функциональную человеческую кожу. Специалисты утверждают, что 3D-печатная кожа подходит для пересадки на повреждённые кожные покровы пациентов медицинских учреждений, а так же для тестирования химической продукции, косметических средств или фармацевтических продуктов.

На сегодняшний день с помощью 3D-принтеров создаются сложные органы, такие как печень, почки, сердце, однако в сфере 3D-биопринтинга ожидается ещё множество захватывающих исследований и уникальных открытий. Например, создание 3D-печатной кожи. Учёные из Испанских университетов Carlos III de Madrid (UC3M), CIEMAT (Center for Energy, Environmental and Technological Research), Hospital General Universitario Gregorio Marañón, а так же сотрудники BioDan Group разработали прототип био-3D-принтера, способного производить функциональную человеческую кожу, которая может использоваться в практической медицине и тестировании химических, фармацевтических, косметических продуктов.

Испанские исследователи абсолютно уверены в качестве своего био-3D-принтера, ведь созданные с помощью него образцы полностью повторяют естественную структуру натуральной кожи. В них присутствует внешний слой, эпидермис, который выступает в качестве защиты от внешней среды. Далее находится ещё один толстый, более глубокий слой: дерма. Этот слой состоит из фибробластов, которые производят коллаген - белок, обеспечивающий эластичность и механическую прочность кожи. В соокупности эти слои обеспечивают 3D-распечатанной коже поведение и функции живой человеческой кожи.

Для создания 3D-печатной кожи испанские ученые разработали специальную структуру Bioink, которая содержит человеческую плазму, а также первичные человеческие фибробластовые кератиноциты, полученные с помощью биопсии кожи. Эта структура, запатентованная компанией CIEMAT и лицензированная BioDan Group, помещается в био-3D-принтер, управляемый компьютером. "Знание о том, как смешивать биологические компоненты и в каких условиях работать с ними, чтобы клетки не разрушались, имеет решающее значение для системы", - сказал Хуан Франсиско дель Канизо, исследователь из Universidad Complutense de Madrid.

Как объясняют учёные, конечная цель использования 3D-печатной кожи определяет, чьи первичные фибробласты и кератиноциты помещаются в Bioink. Если 3D-печатная кожа необходима для терапевтического использования, например, для пересадки её на участки ожога, то для проведения трансплантации необходим образец кожи самого пациента. На его основе будет создана новая, аутологичная кожа, абсолютно совместимая с кожным покровом больного. Если 3D-печатная кожа создаётся для промышленных процессов, таких как тестирование лекарственных или химических средств, то она называется алогенной, т.е. состоящей из генетически разнородных клеток, из большого запаса доступных клеток. Коллаген животного происхождения не используется для этих процессов.

Исследователи утверждают, что процесс 3D-биопринтинга имеет ряд преимуществ с точки зрения стоимости и функциональности. "Этот метод биопринтинга позволяет создавать кожу стандартизированным, автоматизированным способом, при этом процесс является менее дорогостоящим, чем ручное производство", - сказал Альфредо Брисак, генеральный директор BioDan Group, испанской фирмы биоинженерии, ответственной за коммерциализацию технологии.

Перед тем, как медицинские центры смогут покупать распечатанную на 3D-биопринтере кожу, различные европейские регулирующие инстанции должны утвердить процесс, чтобы гарантировать, что 3D-печатная кожа действительно подходит для трансплантации на повреждённые кожные покровы пациентов. Однако учёные абсолютно уверены, что их биосистема способна производить полностью функциональный и безопасный продукт, который может изменить жизнь миллионов пациентов.

"Мы проанализировали структуру и функции 3D-печатной кожи с помощью гистологических и иммуногистохимических методов. Генерируемая кожа очень похожа на человеческую, и, кроме того, она не отличается от двухслойных кожно-эпидермальных эквивалентов ручной работы в нашей лаборатории. Эти результаты показывают, что 3D-биопринтинг является подходящей технологией для автоматизированного создания кожи, используемой в медицинских и промышленных целях", - объясняет группа учёных-экспертов.

Научно-исследовательская работа "3D-биопринтинг функциональной человеческой кожи: производство и анализ в естественных условиях" была опубликована в журнале Biofabrication.

Источник