Реферат: Искусственная кожа
Ученые из университета Гранады создали искусственную человеческую кожу
Ученые из университета Гранады создали искусственную человеческую кожу при помощи тканевой инженерии на основе арагозо-фибринного биоматериала. Искусственная кожа была привита мышам и показала оптимальные результаты в плане развития, мейоза и функциональности. Это открытие позволит найти ей клиническое применение, а также применение в лабораторных тестах на тканях, что, в свою очередь, позволит избежать использования лабораторных животных. Более того, открытие может быть использовано при разработке новых подходов к лечению кожных патологий.
Исследование проводил Хосе Мария Хименес Родригес из исследовательской группы тканевой инженерии при факультете гистологии Университета Гранады под руководством профессоров Мигеля Аламиноса Мингоранса, Антонио Кампоса Муноса и Хосе Мигеля Лабрадор Молина. Исследователи сначала выбрали клетки, которые впоследствии должны были быть использованы для создания искусственной кожи. Затем проанализировали развитие культуры в лабораторных условиях и в конце концов провели контроль качества путем прививания тканей мышам. С этой целью были разработаны несколько техник иммунофлуоресцентной микроскопии. Они позволили ученым оценить такие факторы как клеточная пролиферация, наличие маркеров морфологической дифференциации, экспрессия цитокреатина, инволюкрина и фиагрина; ангиогенез и рост искусственной кожи в организме реципиента.
Для экспериментов исследователи взяли небольшие части человеческой кожи путем биопсии у пациентов после пластических операций в больнице Гранады. Естественно, с согласия пациентов.
Для создания искусственной кожи был использован человеческий фибрин из плазмы здоровых доноров. Затем исследователи добавили транексамовую кислоту (для предотвращения фибринолиза), хлорид кальция (для предотвращения коагуляции фибрина) и 0,1% арагозы. Эти заменители были привиты на спины голых мышей с целью наблюдения их развития в естественных условиях.
Кожа, созданная в лаборатории, показала хороший уровень биосовместимости. Отторжения, расхождения или инфекции обнаружено не было. Плюс кожа на всех животных в исследовании проявила грануляцию через шесть дней после имплантации. Рубцевание завершилось в следующие двадцать дней.
Эксперимент, проведенный в Университете Гранады стал первым в ходе которого искусственная кожа была создана с дермой на основе арагозо-фибринного биоматериала. До сих пор использовались другие биоматериалы вроде коллагена, фибрина, полигликолиевой кислоты, хитозана и т.д.
Новый биоматериал «добавил коже сопротивляемости, прочности и эластичности». Была создана более стабильная кожа с функционалом похожим на функционал обычной человеческой кожи.
ICX-SKN может заменить человеческую кожу
Флуоресцирующие оранжевым фибробласты играют главную роль в залечивании повреждённого участка, так как образуют трёхмерную структуру и вырабатывают коллаген (фото Intercytex).
Есть один практически безупречный вариант – стволовые клетки. Да только некоторым пациентам их негде взять. Потому учёные трудятся в поте лица, создавая для человека прототипы искусственной кожи. Увы, пока эта кожа не слишком хорошо приживается. Но специалисты не сдаются, и вот у них появился повод заявить о настоящем прорыве.
Британские учёные из Intercytex (компании, которая уже много лет занимается восстановлением волос и кожи) создали образец искусственной кожи, которая может быть использована для трансплантации на раны человека. Нынешняя разработка, по словам её авторов, превосходит по своим характеристикам все предыдущие в данной области. ICX-SKN (а именно так это назвали учёные) гораздо лучше срастается с окружающей рану настоящей кожей. Другие материалы, используемые ранее как трансплантаты, деградировали in situ в течение нескольких недель после наложения на рану, что приносило пациенту и его врачам множество проблем.
Как рассказывают учёные, ICX-SKN по своему составу очень похожа на человеческую кожу и потому не разрушается и не отторгается организмом. Этот же факт значительно упрощает использование ICX-SKN.
Искусственная кожа ICX-SKN представляет собой матрицу из фибрина (белка, вырабатывающегося организмом для заживления ран), в которую внедрены фибробласты (клетки, отвечающие за выработку коллагена и формирование новых тканей).
Говорят, ICX-SKN приживается на повреждённом участке точно так же, как если бы это была настоящая кожа. После трансплантации «кожзаменителя» на раневую поверхность фибробласты начинают выработку коллагена (как это происходит и в человеческом организме при небольших повреждениях кожи). Последний делает матрицу более эластичной и прочной, защищая повреждённый участок от внешних воздействий. Так как матрица находится в стабильном состоянии, то она не разрушается в процессе залечивания.
Именно в такой форме искусственная кожа была трансплантирована шести здоровым добровольцам на верхнюю часть руки (лабораторный образец кожи накладывался на овальный участок, с которого была снята здоровая кожа).
Через 28 дней визуальный и гистологический анализы показали, что искусственная кожа не разложилась и не растрескалась, в неё проросли капилляры и клетки кожи пациентов. Повреждённые участки кожи затянулись (в некоторых случаях экспериментаторы наблюдали небольшие рубцы).
Ведущий специалист Intercytex Пол Кемп радостно удивляется: «То, насколько быстро зажили раны, поразило даже меня. Если дальнейшие испытания пройдут так же успешно, мы произведём переворот в лечении ран и ожогов».
Кстати, о дальнейших испытаниях. Хотя первые тесты весьма впечатляют, необходимо заметить, что продукт пока ещё не протестирован на настоящих ранах (а не сделанных искусственно), а также на обширных повреждённых участках.
Несмотря на это, доктор Кемп и его коллеги, конечно же, надеются, что создали качественный продукт, который станет достойной альтернативой процедуре пересадки кожи.
Ведь на данный момент пересадка донорской кожи – лучший способ лечения серьёзных ожогов и крупных ран. Лучший-то лучший, но далеко не идеальный, оттого учёные разных стран и делают попытки создания искусственной кожи.
Тут надо вспомнить предыдущие исследования в данной области: генетически модифицированную кожу-имплантат, заживляющие рану полимер с клеточной культурой и пептидный гель, а также — фантастическую пока ещё кожу из принтера.
Однако универсальных решений не бывает. А ведь они нужны.
Вот, например, пациент попадает в больницу с ожогами третьей степени, то есть обгорело более 50% кожного покрова. В таком случае собственная регенерация кожи невозможна, говоря научным языком, из-за медленной миграции эпителия, и единственным спасением может стать либо пересадка донорской кожи (подчас используют не только человеческую кожу, но и кожу животных, например, свиньи – наиболее близкую по своим свойствам), либо пересадка искусственной. Кроме того, даже в случае пересадки кожи того же человека с одного участка тела на другой возникает масса дополнительных проблем: госпитализация пациента, его иммобилизованное состояние, анестезия, создание дополнительных ран на участках, с которых пересаживали кожу. Не говоря уже о том, что в некоторых случаях имеют место осложнения и отторжение пересаженного участка. пластика искусственная кожа косметология
В этом смысле продукт фирмы Intercytex кажется лучшим выходом из положения. Медикам и пациентам было бы гораздо спокойнее, если бы для таких случаев на полке был припасён универсальный трансплантат.
Искусственная кожа ICX-SKN будет проходить дальнейшие клинические тесты, и не совсем ясны все её достоинства и недостатки. Но хотелось бы выяснить ещё два пункта.
В компании утверждают, что производят все свои продукты из человеческих немодифицированных клеток, но тогда не совсем ясно, в каких количествах разработчики способны изготавливать такую кожу, и во сколько она обойдётся пациентам.
Ещё из приведённых фотографий нельзя понять, остаются ли на месте трансплантации искусственной кожи косметические дефекты (например, в виде красных пятен) или рубцы.
Так или иначе, совсем недавно закончилась первая фаза испытаний, во второй половине этого года учёные собираются провести вторую, во время которой планируется провести трансплантацию ICX-SKN на большие раны. Если и эти испытания дадут хороший результат, то разработчики смогут получить коммерческую лицензию на массовое производство искусственной кожи.