Новый 3D-принтер печатает кожу человека, неотличимую от натуральной

Команда испанских учёных из мадридского Университета Карлоса III, Центра по исследованиям в сфере энергетики, окружающей среды и технологий (CIEMAT), а также мадридского Университетского госпиталя Грегорио Мараньона представила биопринтер для трёхмерной печати, который способен воспроизводить кожу человека, полностью идентичную натуральной (что уже доказали гистологические и иммуногистохимические исследования).

Как пояснили разработчики, в их решении используются инжекторы с биологическими компонентами (только человеческими) и биочернила, запатентованные CIEMAT и лицензированные компанией BioDan Group. Последняя планирует в будущем коммерциализировать технологию. Кожа печатается слоями, а весь процесс контролирует компьютер.

Учёные использовали биочернила, содержащие плазму, первичные фибробласты и кератиноциты (клетки эпителиальной ткани) человека, которые были получены при помощи биопсии.

Напечатанная кожа на 100% повторяет структуру своего природного аналога: на ней есть внешний защитный слой эпидермиса и внутренние слои дермы, состоящие из фибробластов — клеток соединительной ткани, которые вырабатывают коллаген и придают нашей коже эластичность. Так как для печати используются живые клетки, полученная кожа получается биологически активной и сама начинает вырабатывать коллаген.

"Знание о том, как правильно смешивать биологические компоненты, как с ними работать, чтобы клетки не разрушались, и как правильно xранить полученный продукт крайне важно для положительного результата", — отмечает соавтор разработки Хуан Франсиско дель Каньисо (Juan Francisco del Cañizo).

По словам исследователей, напечатанная на их принтере кожа пригодится в медицине и трансплантологии – для пересадки и разработки имплантатов. Также она сможет заменить животных в тестах косметики, медицинских и фармацевтических препаратов или химикатов. Кстати, в Америке сегодня обезболивание для кроликов, крыс и других животных, на которых проводятся опыты, не предусмотрено, поэтому зоозащитники с воодушевлением встретили появление такой альтернативы.

Как отмечают исследователи, в случае пересадок (например, после ожогов) кожу на биопринтере можно будет напечатать из клеток пациента в каждом конкретном случае (и это будет аутологичная трансплантация). А для обычных экспериментов и тестов аллогенную кожу можно будет печатать из любых клеток.

Неоспоримым плюсом разработчики устройства также называют дешевизну, стандартизацию и автоматизацию процесса производства функциональной кожи. Сегодня на создание кожи для пересадок уходит пока ещё довольно много времени (порядка трёх недель). Для сравнения: испанский биопринтер в ходе тестов напечатал кусок кожи площадью 100 квадратных сантиметров за 35 минут (из которых 30 минут ушло на желирование фибрина).

Внутри такой кожи нет кровеносных сосудов, но и их печать учёные уже осваивают. Вполне возможно, что в будущем эти две технологии будут обьединены для достижения наилучшего результата.

А пока метод проходит лицензирование в европейских регулирующих органах. Тем временем испанские исследователи ищут новые способы применения биопринтера в печати других человеческих тканей.

Научная статья с подробным описанием разработки опубликована в издании Biofabrication.

Тем временем в Австралии строится "биофабрика" для 3D-печати человеческих органов, а американские учёные печатают на 3D-принтере жизнеспособные части тела. В России, напомним, первый биопринтер был представлен в 2014 году, а в 2015 с его помощью учёные напечатали щитовидную железу, которая функционирует не хуже настоящей.