Хотя многие не осознают этого, кожа представляет собой самый большой человеческий орган, здоровая кожа очень важна для здоровой жизни. Она является первой линией защиты нашего тела, и часто подвержена различным ранам. Ожоги, глубокие раны, незаживающие порезы представляют угрозу организму и должны немедленно обрабатываться.

 

Лучший способ заживить серьёзную рану на коже — это использовать трансплантант, который обычно берётся от донора. Для более тяжёлых ран, трансплантант должен заменить 3 слоя кожа — эпидермис, дермис и гиподермис, что делает подбор трансплантант очень трудной задачей. Вдобавок ко всему, здоровая донорская кожа в любой форме всегда была дефицитом, и пациентам, которым она срочно необходима, может просто не повезти.

 

Но скоро это может уйти в прошлое благодаря 3D-биопечати. Новые технологии позволят врачам изготавливать кожные трансплантанты, и вселяют надежду, что эта проблема исчезнет навсегда. Биопринтеры могут создавать трансплантант под конкретную рану пациента, который будет идеально подходить по глубине и форме. Они также могут печатать все три вида кожных клеток, что означает, что даже серьёзные ожоги и порезы могут быть излечены таким путём.

 

Эти проекты очень многообещающи, и высока вероятность того, что они воплотятся в реальность в больницах по всему миру в ближайшем будущем.

Институт регенеративной медицины Wake Forest (https://school.wakehealth.edu/) из Северной Каролины, хорошо известен своими достижениями в области биопечати, здесь успешно распечатывают различные органы, от мочевых пузырей до тканей сердечных сосудов. Недавно они вернулись к печати кожи прямо на модели человеческой руки. Их принтер способен печатать все 3 вида клеток кожи, что поможет заживлять очень глубокие раны. Проводя предварительно 3D-сканирование раны, учёные рассчитывают печатать напрямую в неё, обеспечивая идеальное совпадение по размерам. Кроме того, их принтер будет использовать кожные клетки самого пациента, уменьшая тем самым риск отторжения трансплантанта. Исследователи уверены, что такая технология будет очень успешной в лечении пациентов с обширными ожогами и ранами, поскольку прямая печать на место поражения значительно ускоряет процесс.

Исследователи из Университета Торонто (https://www.utoronto.ca/) подняли удобство биопечати кожи на другой уровень — их принтер полностью ручной. По информации разработчиков принтер имеет размеры небольшой коробки для обуви и весит меньше килограмма. Он прост в обращении, не требует промывки и стерилизации как многие модели биопринтеров.

 

Была также разработана оптимальная смесь клеток и протеинов для использования в качестве биочернил. В их состав входит гиалуронат, который присутствует в соединительных тканях человека и способствует заживлению и укреплению клеток. Исследователи планируют протестировать устройство на реальных пациентах, рассчитывая, что они смогут обработать глубокую рану за 2 минуты.

 

Одной из больших проблем с кожными трансплантантами является окрашивание. Независимо того, является ли трансплантант донорским или искусственным, очень трудно добиться совпадения его цвета с цветом здоровой кожи пациента. Исследователи из Института производственных технологий в Сингапуре (https://www.a-star.edu.sg/simtech) уверены, что 3D-биопечать является решением проблемы.

Управляя уровнем меланина в биочернилах, исследователи добились очень реалистичных цветов при печати образцов кожи. Благодаря равномерному и точному распределению биочернил при 3D-печати, может быть достигнуто чрезвычайно равномерное окрашивание, недостижимое при использовании других методов.

 

Делая напечатанную кожу более реалистичной, исследователи делают процесс заживления более лёгким для пациента.

 

Несмотря на то, что технологии биопечати всё ещё находятся в начале своего развития, они уже нашли применение в реальном мире. Компания Organovo в сотрудничестве с косметической фирмой L’Oréal планируют использовать напечатанную кожу длят тестирования косметики, вместо того, чтобы делать это на животных. Это позволит получать более точные результаты тестов и снизит уровень озабоченности общественности, выступающей за прекращение жестокого обращения с животными.

 

Учёные из NASA также заинтересованы в этой технологии. Они думают, что при длительных космических миссиях, таких, как например полёт на Марс, астронавтам будут необходимы средства для лечения непредвиденных ран при ограниченных ресурсах. Исследователи из госпиталя при Техническом университете Дрездена уже работают над технологией печати в космосе, ими уже созданы биочернила с высокой вязкостью для печати в невесомости.

 

 

 

 

 

 

Источник: https://all3dp.com/2/3d-printing-skin-the-most-promising-projects/