Кожные эквиваленты

Одна из сложнейших задач медицины – восстановление целостности кожных покровов после ожогов, обширных или хронически незаживающих ран, при определенных генетических заболеваниях (например, буллезном эпидермолизе).

Традиционным способом лечения кожных повреждений являются ауто- или аллотрансплантации – пересадка участков кожи самого пациента либо донорских. Аутотрансплантаты, в отличие от аллотрансплантатов, удачно приживаются, однако при обширных ранах их использование ограничено.

Аллотрансплантаты рискованно использовать из-за высокого риска отторжения.

Таким образом, ни те, ни другие не подходят идеально для замещения обширных дефектов. В подобных случаях искусственные заменители кожи могут продемонстрировать лучший эффект и способствовать более быстрому заживлению.

Однако кожа человека – очень сложно устроенная ткань. Она состоит из двух основных слоев: эпидермиса и дермы, которые находятся на жировом

слое, называемым гиподерма (подкожной жировой клетчаткой).

И эпидермис, и дерма, в свою очередь, состоят из подслоев. Кроме этого в коже располагаются различные железы (потовые, сальные) и волосяные фолликулы. Все эти компоненты необходимы для нормального функционирования кожи. Поэтому искусственно создать такую ткань непросто.

Однако ученые, биологи и медики-исследователи, добились определенных успехов в этом направлении.

Существуют разновидности кожных эквивалентов. Они могут быть как временными (о них мы рассказывали в предыдущей заметке), так и постоянными заменителями кожи. Все они подразумевают наличие какого-то каркаса (скаффолда) для заселения клетками.

Скаффолд может быть изначально заполнен клетками либо быть бесклеточным, и в таком случае клетки заселяют его уже после внедрения в ткани.

Трансплантаты также подразделяют на эпидермальные, дермальные или дермо-эпидермальные.

Первые представляют собой тонкую мембрану со слоем кератиноцитов – клеток эпидермиса и заменяют только эпидермис – наружный слой кожи; их назначение состоит в покрытии раны.

Дермальные заменители должны способствовать восстановлению более глубокого слоя кожи, содержащего сосуды и нервы.

Дермо-эпидермальные эквиваленты являются самыми продвинутыми искусственными трансплантатами в регенеративной медицине.

Они призваны заменять оба слоя кожи, поверхностный и глубокий, благодаря чему имитируют естественное строение кожи. Наиболее эффективно они действуют при культивировании клеток обоих слоёв кожи на искусственном материале до трансплантации.

В этом случае клетки (кератиноциты и фибробласты) взаимодействуют, что способствует более быстрой регенерации. Для создания дермо-эпидермальных конструкций исследователи используют различные передовые методы, такие как 3D-биопечать.

Проблема искусственных трансплантатов заключается в том, что они, в отличие от настоящей кожи, не содержат волосяные фолликулы, железы и нервы, необходимые для нормального функционирования кожного покрова.

Поэтому их применение часто приводит к отсутствию волос и потовых желез, а также к потере пигментации и чувствительности кожи, что сказывается на качестве жизни.

Регенерация кожи может считаться полной только после восстановления всех этих структур, но пока что желаемого результата достичь не удалось.

Для достижения этой цели материал трансплантата можно комбинировать со стволовыми клетками и биоактивными молекулами, чтобы вызвать образование придатков и нервов. В некоторых из экспериментов,

проведённых на животных, при пересадке им стволовых клеток в повреждённые участки кожи удалось получить клетки желёз, восстановить потовые железы и волосяные фолликулы, и даже ускорить регенерацию нервной функции.

Еще одна проблема, которую необходимо решить при разработке искусственной кожи – васкуляризация трансплантатов.

Васкуляризация – процесс прорастания сосудов в пересаженный участок кожи. Если этого не произойдет, в пересаженном участке будет развиваться некроз тканей и он отомрет.

Для решения этого вопроса разработано два подхода – предподготовка участка, куда будет пересаживаться искусственная кожа и введение ангиостимулирующих добавок в трансплантат.

Последний способ подходит только для небольших участков кожи. 

Пока что создание идеального эквивалента кожи представляется очень сложным и дорогостоящим процессом. Однако появляющиеся новые,  значительные достижения в этой области дают надежду на появление трансплантатов, которые смогут полностью восстанавливать кожу.

Покровский банк стволовых клеток - https://pokrovcell.ru/

Мы в Facebook: https://business.facebook.com/pokrovskybiobank/

Мы в Instagram: https://www.instagram.com/pokrovsky_scb/?hl=ru

Наш Youtube канал: https://www.youtube.com/user/StemCellbankPokrov