Ученые помогут коже регенерировать самые сложные дефекты

Ученые лаборатории прогноза МНИОИ имени П.А. Герцена, филиала ФГБУ «НМИЦ радиологии» Минздрава России, совместно с компанией   3D Bioprinting Solutions провели уникальный эксперимент по биопечати имплантата для замещения кожных дефектов. Эксперимент осуществлен in situ — то есть «на месте», во время операции в лаборатории доклинических исследований МНИОИ имени П.А. Герцена. Исследование проводили на крысах в течение нескольких недель. Биопечать производилась непосредственно в кожный дефект (рану) при помощи робота-манипулятора компании KUKA. В ходе эксперимента в качества биочернил использовался специально разработанный коллагеновый материал лаборатории 3D Bioprinting Solutions.

Специально в рамках этого проекта специалистами МНИОИ  имени П.А. Герцена разработана оригинальная технология изготовления из крови лизата тромбоцитов и геля на его основе, обогащённого ростовыми факторам и гормонами для 2-Д и 3-Д культивирования клеток в нексеногенных условиях.

- Это альтернатива эмбриональной телячьей сыворотке - ксеногенному продукту, который может вызывать аллергические реакции, - подчеркнула руководитель проекта профессор Н.С. Сергеева.-  Лизат тромбоцитов использован как компонент напечатанной конструкции для стимуляции регенерации. Лизат тромбоцитов можно готовить как персональный продукт из крови каждого больного.

Таким образом, в будущем больным с незаживающими ранами будет подарен уникальный метод  восстановления утраченного фрагмента кожи из собственных клеток пациента. Коллаген включает ее регенерирующие способности.

Технология in situ подразумевает сочетание хирургической робототехники с трехмерной биопечатью. Использование специальных роботических рук позволяет печатать не только на горизонтальных поверхностях, но и заполнять тканевые дефекты неправильной формы под нужным углом.

Биопечать in situ минимизирует риски развития осложнений после трансплантации. Этот метод представляется перспективным, так как может решить проблемы васкуляризации (кровоснабжения) имплантанта. В напечатанную тканеинженерную конструкцию мигрируют родные эндотелиальные прогениторные клетки реципиента — клетки, которые участвуют в формировании сосудов, а также прорастают капилляры из окружающей дефект ткани.

Проведенный эксперимент стал первым шагом на пути применения технологии биопечати в условиях операционной для дальнейшего использования на людях. В будущем это позволит печатать трехмерные тканеинженерные конструкты непосредственно в месте дефекта конкретного органа пациентов. Это существенно расширит спектр применения технологии биопечати, так как поможет избавиться от этапа доращивания конструктов в специализированных биореакторах и инкубационных системах.

- Безусловно, онкология будет одной из первых областей медицины, где эта технология будет востребована. Действительно современный уровень хирургических вмешательств, огромный арсенал прецизионных методов облучения и спектр химиотерапевтических и таргетных препаратов позволяет сегодня добиться излечения большого количества онкологических больных. Однако качество жизни после такого агрессивного лечения бывает неудовлетворительным, вследствие потери или нарушения функции органов. В этом аспекте мы возлагаем большие надежды на 3D-биопринтинг как на технологию создания конструктов органов из живых элементов», - отметил академик РАН, генеральный директор ФГБУ «НМИЦ радиологии» Минздрава России А.Д. Каприн.

- Биопринтинг относится к прорывным исследованиям современной биоинженерии. В этом эксперименте мы совмещаем возможности робототехники, трехмерной биопечати и преимуществ нашего фирменного коллагенового продукта для потенциальной революции в операционных, когда хирургам смогут ассистировать роботы, создающие трехмерные тканеинженерные органы в реальном времени. В будущем эта технология в регенеративной медицине позволит печатать трехмерные тканеинженерные конструкции непосредственно в месте дефекта конкретного органа пациентов», — отметил Юсеф Хесуани, управляющий партнер 3D Bioprinting Solutions. - Мы рады столь эффективной колаборации ученых разных специальностей и возможности проводить эти исследования на  высоко профессиональном уровне исследований, которыми обладают наши коллеги института Герцена и  НМИЦ радиологии в целом.

- Современная медицина должна использовать передовые достижения науки на благо людей. Это невозможно осуществить без поддержки, и мы готовы ее оказывать, потому что именно сейчас технологии позволяют реализовывать лучшие теоретические наработки без необходимости ждать долгие годы. Это можно делать здесь, в России, благодаря наработкам наших учёных. Именно поэтому инвестиционный интерес нашей компании неизменно сфокусирован на самых ярких и прорывных проектах, среди которых, безусловно, и «3Д Биопринтинг Солюшенс», — подчеркнул Александр Островский, основатель и генеральный директор ГК «Инвитро».

Источник: Пресс-служба ФГБУ  «НМИЦ радиологии» Минздрава России

Иллюстрации