Команда специалистов из Французского национального института здоровья и медицинских исследований в Бордо разработала «пряжу» из клеток человеческой кожи. По словам учёных, так называемый «человеческий текстиль» можно будет использовать для эффективного ушивания операционных и травматических ран, а также для создания биосовместимых трансплантатов для пересадки различных тканей. Результаты исследования экспертов в сфере тканевой инженерии были опубликованы в научном журнале Acta Biomaterialia.
В лабораторных условиях учёные выделили из кожи взрослых людей фибробласты – клетки соединительной ткани организма, которые участвуют в процессе заживления ран путём образования внеклеточного матрикса. Эти структуры составляют основу соединительной ткани: они обеспечивают механическую поддержку клеток и транспорт химических веществ, а иногда и самих клеток. Базовыми компонентами внеклеточного матрикса являются гликопротеины (в том числе и коллаген), протеогликаны и гиалуроновая кислота. В ходе исследования специалисты из Французского национального института здоровья и медицинских исследований занимались выращиванием естественного внеклеточного матрикса для образования полностью биологических, но крепких и надёжных структур.
По окончании процесса выращивания полноценных фрагментов внеклеточного матрикса вне организма человека учёные «разрезали» готовый продукт на тонкие нитеобразные полосы, а затем сплели их в своего рода пряжу. В ходе исследования специалисты экспериментировали с различными способами плетения из полученных нитей. Материал получился достаточно плотным и крепким, чтобы выдержать всевозможные манипуляции от плетения косичек или завязывания различных узлов до вязания крючком. Далее учёные занялись созданием более естественных структур, типичных для человеческого организма: функциональных фрагментов тканей в виде лоскутов и кармашков, полых трубчатых сосудов, клапанов, мембран и т. п.
Универсальность похожего на пряжу материала открывает для него широкие перспективы применения в самых разнообразных частях человеческого тела. Пряжу из внеклеточного матрикса можно использовать в качестве хирургических нитей для ушивания операционных ран или порезов, а также для создания тканевых и сосудистых трансплантатов, отличающихся высокой степенью механической прочности. Объединение естественного биологического материала с техниками текстильной индустрии в одно целое предоставляет медикам и пациентам поистине уникальный продукт тканевой инженерии.
Ключевое достоинство нитей из внеклеточного матрикса – так называемого «человеческого текстиля» – заключается в невиданном ранее уровне биосовместимости. Подавляющее большинство материалов, используемых в качестве медицинского текстиля, являются синтетическими. Чуждые организму материалы способны вызвать иммунную реакцию и, как следствие, воспаление, которое затрудняет естественные процессы заживления ран.
Натуральные материалы тоже далеко не всегда безопасны. Например, абсорбирующийся хирургический шовный материал кетгут, который довольно часто используют для операций с быстрым последующим сращиванием тканей: на органах брюшины, ЖКТ, желчевыводящих органах, мышечных тканях, лёгких и т. п. Его изготавливают из соединительной ткани, добытой из кишечника крупного рогатого скота. Этот материал отличается высокой аллергенностью и реактогенностью. В то же время кетгут теряет большую часть своей прочности всего через несколько дней пребывания в организме, а сроки его полного рассасывания предсказать практически невозможно. В конце концов, организм может попросту отторгнуть как синтетические, так и натуральные материалы, изготовленные из чужеродного белка, что чревато развитием ряда осложнений. Использование собственных клеток человека в качестве шовного материала или тканевого трансплантата позволит избежать отторжения и прочих нежелательных реакций.
Учёные доказали эффективность пряжи из внеклеточного матрикса на лабораторных животных. У крысы ушитая «натуральным текстилем» рана без проблем зажила уже через 2 недели. В ходе экспериментальной операции на овце с повреждённой артерией медики успешно заменили протекающий сосуд трансплантатом из сшитой из матрикса трубки.
