Учёные придумали способ восстановления кожи без сложных операций

Под поверхностью нашей кожи скрывается сложная, динамичная структура, где рождаются новые клетки, прорастают капилляры и формируется защита от внешнего мира. Именно здесь, в глубинных слоях, учёные ищут ответ на один из самых сложных вопросов регенеративной медицины: как заставить организм заново выращивать то, что кажется утраченным навсегда.

Фото из открытых источников

Большинство людей, говоря о коже, имеют в виду её наружный слой — эпидермис, который полностью обновляется в течение месяца. Но настоящие процессы регенерации и восстановления происходят глубже, в дерме. Этот средний слой кожи содержит нервные окончания, волосяные фолликулы, железы и густую сеть кровеносных сосудов. Именно его сложное строение до сих пор не удавалось воссоздать в лабораторных условиях.

Два новых исследования, опубликованные в журнале Advanced Healthcare Materials, реализуют инновационный подход. Учёные из Линчёпингского университета (Швеция) разработали метод, который они называют «кожа в шприце» — инъекционный имплантат с живыми клетками, способный стимулировать восстановление глубоких ран.

Ведущий автор работы Йохан Юнкер из Лилльского университета, пояснил:

«Дерма имеет настолько сложную структуру, что её невозможно искусственно вырастить вне организма. Мы не знаем всех её компонентов. Поэтому наша стратегия — предоставить организму строительные материалы, а дальше он сам формирует новую ткань».

В основе технологии — фибробласты, клетки соединительной ткани, которые легко извлекаются и культивируются. Учёные поместили их на микроскопические желатиновые носители, а затем смешали с гелем на основе гиалуроновой кислоты — природного компонента, отвечающего за увлажнение и эластичность кожи. Под давлением смесь становится жидкой и может вводиться через шприц, после чего возвращается в гелеобразное состояние.

Клетки в таком имплантате не только выживают, но и начинают продуцировать вещества, необходимые для формирования новой дермы. Важным достижением стало образование в трансплантатах кровеносных сосудов — без этого любая искусственная ткань не сможет функционировать в организме.

Во второй части работы исследователи описали создание сосудистых сетей из гидрогелей, материал которых на 98% состоит из воды. Соавтор исследования Дэниел Айли отметил: 

«Мы смогли формировать из гидрогелевых нитей мини-трубки, через которые можно пропускать жидкость или выращивать клетки сосудов. Это открывает возможности не только для дерматологии, но и для создания более совершенных органоидов».

Органоиды — уменьшенные модели органов, выращенные из клеток, — сегодня ограничены в размерах именно из-за проблем с питанием центральных клеток. Новая технология с искусственным кровоснабжением может решить эту проблему и позволить учёным работать с более крупными и физиологически точными моделями.

Дерма выполняет критически важную барьерную функцию, защищая организм от патогенов и повреждений. Умение её восстанавливать может в будущем коренным образом изменить подход к лечению тяжёлых ожогов, ран и, возможно, даже к биоинженерии сложных тканей.