Китайские инженеры и хирурги создали детям новые уши с помощью 3D-печати

Москва, 19:55, 31 Янв 2018, редакция FTimes.ru, автор Сергей Кузнецов.

Команда китайских инженеров тканей и пластических хирургов создала новые уши для пяти детей, используя комбинацию культивирования аутологичных клеток и трехмерной печати.

Первый пациент, девочка, которой было 6 лет, когда начался процесс, теперь имеет реалистичное ухо и не испытывает серьезных побочных эффектов через 2,5 года после имплантации.

Все пятеро пациентов рождались с односторонней микротией — врожденной деформацией, которая приводит к низкому и нарушенному наружному уху. Нынешний вариант лечения микротий включает сбор хряща из ребер пациента и тщательное формирование ткани в форме уха.

Описанная новаторская методика представляет собой первый случай, когда человеческий хрящ в ушной форме выращивается in vitro (вне живого организма), а затем хирургически имплантируется.

Для начала группа провела развернутое КТ-сканирование здорового уха каждого пациента. Затем они использовали программное обеспечение для проектирования, чтобы отразить изображения и преобразовать форму в трехмерную печатную форму. Затем форму отливали с помощью пористого биоразлагаемого материала, называемого PGA. Более жесткий материал, называемый PCL, использовался для создания «ядра» уха.

С полимерным «скелетом» желаемого уха пациента, клетки хелатообразующего хондроцита были выделены из уродливой ткани уха. После того, как клетки размножились достаточно, их разложили в формы и инкубировали с постоянной подпиткой факторами роста. В течение этого 12-недельного процесса хондроциты начали формировать волокна коллагена и эластина в губчатой решетке PGA.

Блок-схема, изображающая процесс восстановления уха с использованием in vitro, тканевого человеческого хрусталя в форме ушей.

С расширением клеточной матрицы, PGA медленно деградировал. К тому моменту, когда инженерное ухо было готово к имплантации, оно состояло в основном из родной ткани ребенка и оставалось лишь небольшое количество искусственного материала.

Между тем, расширитель ткани медленно растягивал кожу над участком экстракции, чтобы освободить место для большого имплантата. После приготовления, культивированный хрящ был тщательно помещен в кармане кожи пластическими хирургами.

В течение следующих 2,5 лет пациент контролировался и подвергался нескольким корректировкам косметической хирургии. Крошечные образцы тканей, удаленные во время этих процедур, показали, что хондроциты оставались здоровыми и продолжали вырабатывать хрящ, сравнимый с хрящами, характерным для естественного уха.

Кроме того, единственное искусственное вещество, оставшееся в инженерном ухе, было частью ядра PCL — как и предполагалось. Предыдущие попытки имплантировать культивированные уши потерпели неудачу, потому что используемая ткань была недостаточно жесткой, чтобы поддерживать свою форму в повседневной жизни. Ухо китайской команды, похоже, хорошо держится, хотя они отмечают, что его долговременная целостность — после того, как ядро PCL полностью деградировало к четвертому году, остается неизвестным.

К сожалению, следующие четыре пациента показали менее оптимистичные результаты. Новое ухо одного ребенка не смогло произвести новый хрящ, а другие менее эстетичны. Все пациенты будут контролироваться на срок до пяти лет после имплантации.

Четыре других случая аурикулярной реконструкции, основанные на in vitro-инженерных ушных трансплантатах

. Zhou et al. / EBioMedicine, 2018

Хотя данный метод, безусловно, нуждается в дальнейшем совершенствовании, эти ранние результаты являются перспективным шагом вперед в области восстановительной медицины.