Биомиметическая конструкция для моделирования ожогов

Исследователи из Гарвардского университета разработали конструкцию из гидрогеля для имитации ожогов, и поиска новых подходов в лечении таких травм.

Исследователи из Гарвардского университета разработали модель ожоговых травм, которая позволит им исследовать механизмы, лежащие в основе заживления, и опробовать новые подходы для улучшения этого процесса. Ожоги могут заживать долго, они могут быть подвержены инфекциям и осложняться наличием большого количества мертвых тканей в месте повреждения. Искусственное моделирование этих процессов позволит исследователям улучшить текущий стандарт ухода за больными с ожогами и избежать использования животных в качестве подопытных. Модель включает в себя коллагеновый гидрогель, засеянный фибробластами, поддерживающими клетками, которые обычно помогают строить кожу и другие ткани. Ожоговые травмы можно имитировать в конструкции из гидрогеля с помощью ножа для прижигания или лазера, для создания обожженной области, имитирующую травму. Исследователи уже использовали эту модель, и обнаружили, что фибробласты могут вести себя не так, как ожидалось, при ожогах.

Ожоги являются тяжелым испытанием для пациентов, поскольку они могут оказаться трудно заживающими, могут быть склонны к бактериальной инфекции и осложняются наличием прижженных кровеносных сосудов и мертвых тканей. Заживление ожоговой травмы было классифицировано клиницистами на четыре фазы: остановка кровотечения, воспаление, образование новой ткани и укрепление ткани. Лучшее понимание поведения клеток на этих этапах позволит исследователям разрабатывать более эффективные методы лечения. В настоящее время считается, что на начальных стадиях заживления иммунные клетки начинают работу по удалению мертвых тканей и уничтожению любых присутствующих бактерий.

«В зависимости от травмы, степень и продолжительность этих четырех фаз могут сильно различаться для разных типов ран», — сказал Йерун Эйкманс, участвовавший в исследовании. «Учитывая, что рваные раны хорошо кровоснабжаются, они, как правило, хорошо заживают. Однако при ожогах кровеносные сосуды прижигаются, препятствуя попаданию крови в раневое ложе и замедляя процесс заживления. Тяжелые ожоговые раны также имеют большое количество мертвых тканей, которые физически блокируют образование новых тканей».

Для дальнейшего исследования была разработана основа из коллагенового гидрогеля, в которую они также засеяли фибробласты и создали «ожоговые травмы» с помощью ножа для микродиссекции или высокоэнергетического лазера. Наблюдая за поведением клеток после ожогов, исследователи уже обнаружили нечто удивительное в роли фибробластов.

«Во время заживления мы обнаружили, что фибробласты сначала удаляли поврежденный материал из раны, прежде чем откладывать новый материал», — сказал Эйкманс. «Это было неожиданное открытие, потому что удаление мертвой ткани было приписано специализированным иммунным клеткам, таким как макрофаги, а фибробласты считались клетками, строящими ткани, а не клетками, удаляющими ткани».