Ожоги остаются основной причиной травм во всем мире. Ежегодно более 11 миллионов человек во всем мире и 1 миллион человек в Соединенных Штатах нуждаются в лечении от ожогов. Другие типы хронических ран, такие как диабетические язвы и пролежни, также поражают значительное число людей.

Хотя аутодермопластика расщепленным кожным лоскутом остается золотым стандартом лечения тяжелых ран, полноценное закрытие зависит от наличия здоровой донорской кожи, а использование аллотрансплантатов создает риск иммунного отторжения. Разработка искусственных заменителей кожи привела к улучшению выживаемости и закрытию ран на всю толщину, а методы клеточной терапии, включая ручной посев клеток и распыление клеток на поверхности раны, продемонстрировали превосходные результаты с точки зрения быстрого закрытия ран, ускоренного заживления и косметических результатов по сравнению с неклеточными методами. Однако из-за низкой точности доставки эти стратегии в настоящее время не способны воспроизводить сложную структуру кожи, необходимую для оптимальных функциональных и эстетических результатов у пациентов с обширными ранами.

А вот биопечать – обычно с использованием 3D принтеров – позволяет изготавливать и напрямую доставлять клетки кожи к определенным участкам послойно. В моделях на мышах и свиньях исследователи из Института регенеративной медицины Уэйк Форест в Уинстон-Салеме, Северная Каролина, показали многообещающие результаты с использованием биопечати кожи для тяжелых ран. В экспериментальном исследовании, опубликованном в Scientific Reports, они проверили новую мобильную систему биопечати кожи, которая закладывает клетки кожи непосредственно в рану на всю толщину.

По сравнению с другими видами лечения, послойное размещение аутологичных дермальных фибробластов и эпидермальных кератиноцитов в гидрогелевом носителе было связано с 3-недельным ускорением закрытия раны и 4-5-недельным ускорением реэпителизации раневой поверхности. "Регенерирующая ткань имела структуру и состав, аналогичные здоровой коже, с обширными отложениями коллагена, расположенными в крупных организованных волокнах, обширными зрелыми сосудистыми образованиями и пролиферирующими кератиноцитами", – утверждают авторы исследования.

В другом доклиническом исследовании на свиньях, опубликованном в феврале 2020 года в журнале Biofabrication, ученые из Исследовательского института Саннибрук при Университете Торонто в Онтарио продемонстрировали аналогичный успех с использованием портативного прибора для послойного нанесения биоматериала непосредственно на раны любого размера, формы или топографии. Прибор использует биочернила на основе фибрина — белка, участвующего в свертывании крови. Было обнаружено, что этот метод улучшает «реэпителизацию, репопуляцию дермальных клеток и неоваскуляризацию. В целом, поверхности раны, для которых разработан этот прибор, не плоские и не ориентированы горизонтально. Наиболее важные преимущества прибора состоят в том, что он должен обеспечивать равномерное нанесение слоя биочернил на наклонные поверхности», – пишут авторы исследования.

В итоге использование биопечати кожи для лечения ожогов, диабетических язв и пролежней может значительно ускорить закрытие и заживление ран, снизить риск инфекции, минимизировать рубцевание и улучшить косметические результаты. Следовательно, эти улучшения, вероятно, сократят количество необходимых операций и продолжительность пребывания в больнице для многих пациентов с обширными дефектами кожного покрова.

Cheng, R. Y., Eylert, G., Gariepy, J. M., He, S., Ahmad, H., Gao, Y., ... & Günther, A. (2020). Handheld instrument for wound-conformal delivery of skin precursor sheets improves healing in full-thickness burns. Biofabrication, 12(2), 025002. [PMID: 32015225]

Источник