Заменитель кожи для здоровья

Искусственная кожа – преимущества, уход

Натуральная кожа долгое время считалась лучшим материалом для пошива курток и другой женской одежды, а также качественных аксессуаров. Так было, пока новейшие технологии не позволили получать кожзаменитель с похожими свойствами. Теперь кожзам и экокожа по многим показателям превосходят кожу животного происхождения.

Искусственная кожа состоит из ткани в качестве основы (трикотаж или нетканый материал) и полиуретана на лицевой стороне. Высокотехнологичная экокожа также изготавливается на тканевой основе, а ее верхняя часть – это так называемая прессованная кожа, который не имеет в своем составе вредных веществ и безопасна для здоровья.

Особенности и свойства экокожи

Кожзаменитель, произведенный по инновационным технологиям, намного превосходит кожу. По внешнему виду одежду из искусственной кожи невозможно отличить от изделий из натурального материала.

У экокожи есть несколько важных преимуществ:

Эластичность, гибкость и прочность.
При раскрое и шитье одежды детали из кожзама легче обрабатывать.
Готовые изделия хорошо держат форму.
Не имеет запаха, не выделяет вредных веществ и обладает гипоаллергенным свойством.
Оптимальная теплоизоляция и гигроскопичность.Одежда из прессованной экокожи пропускает наружу влагу, которая выделяется телом человека.

Одно из главных преимуществ кожзама – это большой ассортимент фактур и расцветок, его успешно окрашивают практически в любой оттенок. При этом он стоит недорого, и позволяет проявить творчество – пошить модную и элегантную одежду.

Черная искусственная кожа остается самой популярной, из нее шьют стильные куртки-косухи, брючные костюмы, леггинсы, юбки расклешенного и прямого силуэта.

Отличия кожзама от натуральной кожи

Есть несколько основных способов, как отличить искусственную кожу:

Основным признаком, по которому можно определить натуральную кожу, считается ее естественный запах, который ни с чем нельзя спутать. В отличие от кожи, заменитель обычно ничем не пахнет или имеет запах химических веществ.
Синтетические и натуральные вещи различаются по теплопроводности. Поэтому самый простой прием, позволяющий установить, из чего сшита одежда, – это приложить к ней руку: кожзам на ощупь останется холодным, так как плохо проводит тепло, а натуральная кожа и экокожа сразу же нагреваются.
Современные инновационные технологии дают возможность изготавливать искусственные материалы, которые по своим свойствам не отличаются и даже превосходят кожу. На лицевую сторону кожзама наносят узоры, имитирующие структуру поверхности натурального материала. Однако на коже поры расположены в хаотичном порядке, это можно увидеть при близком рассмотрении. На кожзаменителе рисунок строго упорядочен, так как сделан по шаблону.

Выбирая кожаную куртку, можно также провести эксперимент и слегка намочить ее поверхность. Впитываясь, вода оставляет на натуральной коже темное пятно. Однако если материал прошел специальную обработку водоотталкивающим составом, тогда этот метод проверки не сработает.

Как ухаживать за изделиями из кожзаменителя

Правильный уход продлит срок эксплуатации одежды и надолго сохранит ее красивый внешний вид. Если на поверхности куртки из искусственной кожи появилось пятно, необходимо удалить его как можно быстрее, пока грязь или жир не проникли в структуру материала. Производители рекомендуют применять специальные средства: спреи, пенки, гели, мягкие губки и салфетки. Очищающий состав щадяще действует на кожзаменитель и экокожу.

К народным средствам прибегать не стоит.

Покупая одежду в магазине, спросите у продавцов сертификат и убедитесь, что перед вами качественное изделие. Зная точный состав материала, вы сможете оптимально подобрать средства для чистки кожаной курки, платья или брюк.

Пыль легко удаляется с поверхности влажной салфеткой, а затем одежду нужно протереть сухой тканью. Вещи из экокожи и другой искусственной кожи не рекомендуется стирать, как в машинке, так и вручную, во избежание деформации. Если на одежде появилось пятно любого происхождения, протрите это место губкой, смоченной в растворе неабразивного, мягкого моющего средства, а затем – просто влажной губкой, и высушите вещь.

Где купить качественный кожзам

Недорогая ткань искусственная кожа пользуется большой популярностью для пошива стильных курток, модных брюк, юбок и платьев. В нашем интернет-магазине представлена экокожа в ассортименте, которая идеально подойдет для изготовления модной женской одежды и аксессуаров. Здесь вы можете купить любые материалы оптом и в розницу по самым выгодным ценам в Москве.

Источник

Шесть альтернатив для натуральной кожи

Мы собрали информацию о шести материалах — от ананасов до морских раковин — способных заменить кожу животных.

Кожа и мех издавна олицетворяют роскошь в мире моды, аксессуаров и мебели. Но в последнее время общественное мнение начало меняться.

Такие крупные модные дома, как Gucci, Burberry, Ralph Lauren и Vivienne Westwood, решили отказаться от меха. В 2018 году на Лондонской неделе моды этот материал впервые не использовался ни одним участником.

Группа молодых дизайнеров и стартапов, занимающихся исследованием подходящих материалов-заменителей, надеются ускорить переход от кожи животных к экологичным альтернативам. При этом они не прибегают к обычным загрязняющим окружающую среду пластикам на нефтяной основе, таким как полиуретан или поливинилхлорид, а выбирают натуральные ингредиенты.

Piñatex от Ananas Anam — кожа из ананаса

Британская компания по производству материалов Ananas Anam, основанная в 2013 году, была одной из первых, кто предложил альтернативу кожи на растительной основе.

В этом материале, получившем название Piñatex, используются волокна листьев филиппинского ананаса — листьев, которые могли бы попросту отправиться на свалку. Волокна смешивают с полимолочной кислотой (PLA) и биопластиком, полученным из кукурузы. В итоге получается гибкий, но прочный материал.

В то время пока многие растительные кожзаменители все еще находятся на стадии разработки, Piñatex уже превратился в коммерчески доступный продукт и работает с такими компаниями, как Hugo Boss и Native Shoes.

Tômtex от вьетнамского дизайнера Уйен Чана — кожа из кофе и морских раковин

Материал Tômtex производится из кофейной гущи и биополимерного хитина, который получают из пустых морских ракушек. На нем можно сделать любой узор, тиснение под змею или крокодила.

Для создания этого гибкого, но прочного материала используется около восьми миллионов тонн моллюсков, выбрасываемых мировой пищевой промышленностью каждый год.

«В мире осталось так мало ресурсов, поэтому я хочу производить новый и доступный биоматериал из отходов», — говорит создатель продукта.

Кожа из пальм от Тьерда Винховена

Голландский дизайнер Тьерд Винховен также использует растительное волокно для создания своей веганской кожи, очень похожей на Piñatex. А именно — листья пальмы арека. Это хрупкий и ломкий материал, поэтому его сначала погружают в смягчающий раствор на несколько дней, пока он не станет пластичным. Сам раствор состоит исключительно из нетоксичных ингредиентов, пригодных для употребления в пищу, включая глицерин и воду.

Винховен использует полученный материал для создания сумок, обувной подошвы, обложек для книг, ковров и тд.

Биокожа Shahar Livne из крови и костей

Пищевые отходы, такие как животный жир и кости, окрашиваются и пластифицируются с кровью для создания биокожи израильским дизайнером Шахара Ливне .

Материал можно напечатать и на 3D-принтере, и он уже используется в паре кроссовок.

Хотя эта кожа пока пригодна для использования только на небольшом участке обуви, дизайнер надеется улучшить материал так, чтобы из него можно было полностью изготовить ботинок.

«Эта биокожа предлагает новую возможность использовать побочные продукты животного происхождения, которые имеют низкую стоимость и загрязняют окружающую среду, и уменьшать количество отходов, создаваемых мясной промышленностью».

Mylo от Bolt Threads — кожа из грибов

Первой кожей на биологической основе, которая, похоже, станет популярной, является Mylo от американской биотехнологической компании Bolt Threads .

Созданный из мицелия — нитей, которые грибы используют для роста — этот материал потребляет значительно меньше воды, чем требуется для производства кожи животных, при этом выделяет меньше парниковых газов.

Крупные модные дома: Stella McCartney , Adidas и Kering, Gucci , вложили средства в масштабирование производства материала и в следующем году намерены выпустить первые продукты массового потребления, изготовленные из Mylo.

Кожа Lino от Don Kwaning из линолеума

В ходе серии экспериментов с материалами выпускник Эйндховена Дон Кванинг адаптировал линолеум, который обычно используется в качестве напольного покрытия, для различных видов кожи.

Более толстая версия имитирует текстурированную морщинистую поверхность кожи рубца, более тонкая пригодна для изделий из масс-маркета.

«У этого материала большой потенциал», — говорит Кванинг, — «Многие люди даже не догадываются, что он сделан исключительно из натуральных материалов».

Хоть линолеум и напоминает пластик, на самом деле он состоит из льняного масла, смешанного с наполнителем из порошковой пробки, который наносят на тканевую основу и оставляют для затвердевания.

Источник

Заменитель кожи для здоровья

ГБУЗ «Московский научно-практический центр дерматовенерологии и косметологии» Департамента здравоохранения Москвы, Москва, Россия

ГБУЗ «Московский научно-практический центр дерматовенерологии и косметологии Департамента здравоохранения Москвы», Москва, Россия, 119071

ГБУЗ «Московский научно-практический центр дерматовенерологии и косметологии Департамента здравоохранения Москвы», Москва, Россия, 119071; ФГАОУ ВО «Московский физико-технический институт», Московская облаcть, Долгопрудный, Россия, 141701

Искусственная кожа: виды, области применения

Журнал: Клиническая дерматология и венерология. 2017;16(6): 7-15

Потекаев Н. Н., Фриго Н. В., Петерсен Е. В. Искусственная кожа: виды, области применения. Клиническая дерматология и венерология. 2017;16(6):7-15. https://doi.org/10.17116/klinderma20171667-15

Представлены данные литературы, касающиеся истории и перспектив применения клеточных технологий в лечении ран, ожогов, дефектов кожи различной этиологии. Отражены этапы разработок методов культивирования клеток кожи, их трансплантации и получения кожных эквивалентов. Описаны виды искусственной кожи, двух- и трехмерной модели искусственной кожи, прикладные аспекты применения искусственной кожи, в том числе в дерматологии.

Результаты исследований последних лет в области биохимии, патофизиологии, иммунологии объяснили некоторые, ранее неизвестные, молекулярно-клеточные механизмы хронизации ран различной этиологии, в том числе сопровождающих ряд распространенных и редких дерматозов, а стимул в поисках новых, более эффективных методов их лечения до сих пор не ослабевает. К числу методов лечебного воздействия, предложенных относительно недавно, относятся клеточные технологии и создание эквивалентов кожи.

Первые попытки применения клеточных технологий в лечении ран различной этиологии, а также ожогов, были предприняты в середине XX века. С тех пор было предложено множество различных клеточных технологий, в том числе: выращивание in vitro клеток кожи (кератиноциты, фибробласты), нанесение суспензии, состоящей из аутоклеток, на рану, тканеинженерные конструкции («живой дермальный эквивалент», «живой эквивалент кожи»), а также биосинтетические покрытия, имитирующие кожу [1, 2].

Впервые принципиальная возможность выращивания клеток кожи, в частности, кератиноцитов in vitro, была показана в 1948 г. в работе P. Medawar [3, 4], что положило начало новому направлению в создании биологических покрытий.

В 1977 г. Г. Грин и соавт. [5, 6] разработали метод культивирования клеток кожи и получения эпителиальных пластов большой площади, что позволило использовать их на практике.

Первую успешную трансплантацию аутологичных кератиноцитов из первичной культуры на раны кроликов осуществил в 1971 г. M. Karasek [7, 8]. В дальнейшем для получения кератиноцитов стали использовать различные подложки из биологических тканей (в частности из кожи свиньи), что позволило улучшить выход клеток при каждом пассаже [9, 10].

В 1975 г. Rheinwald и H. Green [11, 12] разработали технологию серийного культивирования больших количеств кератиноцитов человека и успешно применили ее в комбустиологии.

В настоящее время доказано, что трансплантация кератиноцитов кожи человека способствует закрытию эпидермисом ожоговых ран и ран иного происхождения различной площади [13—15]. Однако культивирование аутокератиноцитов занимает длительный период времени (3—4 нед). За это время рана инфицируется и приживления клеток не происходит. Кроме того, использование аутокератиноцитов делает невозможным создание банка клеточных трансплантатов: обязательным элементом получения значительных объемов кератиноцитов является использование многочисленных дорогостоящих биологических стимуляторов роста эпидермальных клеток, что значительно увеличивает стоимость получаемого материала и ограничивает сроки его хранения [2, 16].

В 90-е годы ХХ века в Институте хирургии им. А.В. Вишневского РАМН Д.С. Саркисовым и соавт. [17, 18] был разработан оригинальный и эффективный способ лечения ожоговых ран на основе применения культивированных клеток, принципиально отличавшийся тем, что в качестве основного компонента культивированного пласта клеток были впервые использованы не кератиноциты, а фибробласты. Фибробласты представляют собой гетерогенную популяцию клеток мезенхимного ряда и играют ключевую роль в процессах регуляции клеточных взаимодействий и поддержании гомеостаза кожи. Фибробласты не только формируют оптимальные условия для функционирования и пролиферации других типов клеток (эпителиальные, эндотелиальные, клетки волосяных фолликулов), но и отвечают за координацию их функций в соответствии с расположением на теле. Результаты исследований Д.С. Саркисова и соавт. [18, 19] предопределили возможность использования фибробластов как основного элемента клеточного трансплантата в лечении ран различной этиологии. Способность фибробластов формировать межклеточный матрикс, синтезировать цитокины, вызывать миграцию и пролиферацию разных типов клеток при повреждениях кожи сделала их перспективными для широкого клинического применения [20].

Полученные к настоящему времени результаты исследований показали, что при применении культивированных аллофибробластов сокращается потребность в ресурсах донорской кожи, обеспечивается быстрая эпителизация раневой поверхности и своевременное восстановление целостности кожного покрова [17, 21—23]. Однако этот метод имеет ряд недостатков. Для выращивания аллофибробластов необходимо 3—4 дня; пересадка аллоклеток может спровоцировать сенсибилизацию организма чужеродными антигенами; нельзя гарантировать отсутствие у донора тяжелых инфекционных заболеваний. Следует также учитывать, что недостатки в финансировании сферы здравоохранения, а также в правовом регулировании на территории России в свое время ограничили возможность внедрения данной технологии в клиническую практику [2].

В начале 50-х годов XX века R. Billingham и J. Reynolds [24, 25] предприняли попытку использовать для лечения ран аутологичные клетки эпидермиса. При этом кератиноциты не культивировали, а лишь отделяли эпидермис от дермы с помощью фермента трипсина и получали клеточную суспензию эпидермоцитов, которую переносили на подготовленное ложе раны. Такого рода трансплантация приводила к появлению островков эпителизации в ране, которые затем сливались между собой.

В 1993 г. F. Wood и соавт. [26] разработали и запатентовали так называемый spray on skin — способ получения аутокератиноцитов и их трансплантации в виде суспензии и распыления на раневые поверхности, в том числе на большие по площади. Позже в Великобритании с учетом клинических разработок F. Wood компанией Avita Medical Ltd. [27] была создана ReCell — технология, позволяющая за короткий промежуток времени (20—30 мин) получать клеточную суспензию, состоящую из аутологичных кератиноцитов и меланоцитов. Для приготовления клеточной суспензии был необходим «кит» для сбора аутологичных клеток. С донорского участка кожи при помощи дерматома получали биоптат толщиной 0,2—0,3 мм, размером 1×1 или 2×2 см, в зависимости от площади поражения. Готовили раствор фермента трипсина, который впрыскивали в стеклянный флакон рабочего устройства для подогрева. Биопсийный материал помещали в раствор трипсина на 15—20 мин. Затем отделяли эпидермальный слой от дермального. С поверхности дермального слоя скальпелем проводили соскоб аутоклеток. Для приготовления суспензии клетки разводили лактатом натрия. Полученную клеточную суспензию очищали в клеточном фильтре. Отфильтрованную суспензию аутоклеток наносили на рану капельно или в виде спрея.

Другим направлением тканевой инженерии кожи стало использование аутофибробластов [28]. Для создания 1,5 см 2 аутоткани необходим кожный биоптат площадью 3 мм 2 , при этом сроки культивации максимально малого количества донорского материала составляют в среднем 3 нед [29, 30]. На первом этапе культивирования получают первичную культуру фибробластов путем фрагментирования и ферментативной обработки дермы раствором трипсина. Культивирование клеток осуществляют в питательной среде Игла (DMEM) c добавлением 10% телячьей эмбриональной сыворотки. Далее первичную культуру пассируют, подвергая 4—7-кратному субкультивированию [30]. Субкультивирование проводят на мембране, с помощью которой культура трансплантируется в рану. Контроль контаминации культуры бактериями, микоплазмами и вирусами осуществляют микробиологическими и цитогенетическими методами на первых пассажах и при создании банков культур клеток. Аттестацию культур клеток на стабильность кариотипа, туморогенность проводят в соответствии с требованиями ВОЗ [30, 31].

Новым этапом развития биоинженерных технологий в лечении длительно незаживающих ран стали создание и использование «живого эквивалента кожи», который представляет собой коллагеновый гель, содержащий микроносители алло- или аутофибробластов и покрытый культурой аллокератиноцитов [32—36]. «Живой эквивалент дермы» имеет сходство с тканью. Его основой является коллагеновый гель, заселенный фибробластами, а на поверхности геля выращены кератиноциты [37]. Создание данного материала представляет собой трудоемкий процесс, выполняемый в специальных лабораториях, требует разработки технологии забора и культивирования клеток, создания банка культур клеток, а также внедрения системы контроля качества.

Одним из современных направлений в создании живых эквивалентов кожи является применение для культивирования стволовых, в частности мезенхимальных (MSCs), а также амниотических эпителиальных клеток человека (hAECs), которые вместе с фибробластами способны воссоздавать in vitro структуру кожи и базальной мембраны [38—41]. Проводятся исследования, направленные на повышение регенеративных способностей и усиление васкуляризации в коммерчески доступных эквивалентах кожи путем применения активированных стволовых клеток, полученных из человеческой кожи (SDSC) [42]. Отмечено применение для создания искусственной кожи трехмерной (3D) печати (3D-биопринтинга), которая является важной составляющей регенеративной медицины, призванной удовлетворить потребность в тканях и органах, пригодных для трансплантации [43].

Одним из важных вопросов клеточной медицины является перенос культивируемых in vitro клеток в организм человека. Поскольку клеточные культуры субстратзависимы и растут прикрепленными к культуральному пластику, возникает необходимость ферментативной обработки клеток и их перевода в суспензию перед трансплантацией, о чем говорилось выше (технология ReCell). В результате подобных манипуляций жизнеспособность клеток значительно снижается, что, безусловно, влияет на качество трансплантации. Использование в качестве подложек различных биопластических материалов позволило избежать этих проблем, так как по сравнению с суспензионными клеточными трансплантатами они повышают выживаемость клеток, обеспечивают их более активную пролиферацию за счет адгезии на матриксе; выступают в качестве объемообразующего агента, способствуют активной индукции ангиогенеза и репаративной регенерации [44].

В качестве структурной основы для тканеинженерных конструкций, в том числе в живых тканевых эквивалентах кожи, в настоящее время используются различные материалы на основе свиной дермы [45], амниотической оболочки [46], подслизистой оболочки мочевого пузыря [47], синтетических биодеградируемых и небиодеградируемых материалов [48, 49], а также коллагенового геля, который начали использовать одним из первых [37].

В целях оптимизации структуры и функций подложек в настоящее время проводятся работы по конструированию двухмерных (2D) и 3D-матриксов для тканеинженерных конструкций, в том числе 3-слойных «сэндвич»-коллагеновых каркасов с различными размерами пор, имитирующих природные структуры человеческой кожи [50]. Проводятся исследования по изучению влияния различных биоматериалов, используемых в качестве каркасов (например хитозан, желатин, фибрин, бычий коллаген, свиная дерма, коллаген-глюкозамигногликана, наноматериалы), на ключевые параметры культивирования клеток (эффективность высева, клеточное распределение, выживаемость, метаболическая активность) [51—55].

Виды искусственной кожи

В настоящее время существует много различных классификаций заменителей кожи (Jones и соавт., 2002; Atiyeh и соавт., 2005; Horch и соавт., 2005; Atiyeh & Costagliola, 2007; Кларк и соавт., 2007; Макнейл, 2007; Patel & Fisher, 2008) [56]. Подробное освещение классификации, а также практических и теоретических аспектов создания и применения тканеинженерных конструктов кожи и перспектив использования искусственной кожи в клинической практике содержится в обзорах [2, 20, 56, 57].

По типу биоматериала заменители кожи подразделяются на биологические (в том числе аутологичные, аллогенные, ксеногенные) и синтетические (биоразлагаемые и не поддающиеся биохимическому разложению).

Аутологичная кожа — кожа, получаемая от самого больного (как правило, речь идет о пациенте с ожогом той или иной степени тяжести), с последующим временным закрытием раневых поверхностей. Аутологичную кожу получают путем повторного срезания кожи с одних и тех же донорских участков пациента и с областей тела, где завершилась эпителизация поверхностных ожоговых ран. Особенно ценным донорским участком для срезания расщепленных лоскутов кожи является волосистая часть головы (скальп). Из-за большого количества придатков кожи (волосяных фолликулов и сальных желез) и хорошего кровоснабжения эпителизация ран происходит быстро. С волосистой части головы расщепленную кожу можно срезать многократно (до 7 раз и более) [58]. Из-за недостаточных ресурсов собственной кожи у тяжело обожженных быстро восстановить кожный покров традиционными методами аутодермопластики не удается. По этой причине совершенствование методов экономной кожной пластики остается актуальным.

Аллогенная кожа человека (трупная или полученная от живого донора) является «золотым стандартом» раневого покрытия [59]. При ее пересадке достигается физиологическая окклюзия ран; она препятствует проникновению микроорганизмов в раны и способствует эпителизации донорских ран и ожогов IIIа степени. При использовании аллогенных тканей снижается потребность в аутологичной коже при оперативном восстановлении кожного покрова. Как правило, кожу получают от трупов с небольшими сроками (не более 6 ч) после наступления смерти. Для закрытия ран и комбинированной пластики может использоваться трупная кожа, консервация и хранение которой осуществлялись различными способами. Как правило, процедура консервации ухудшает биологические свойства кожи, поэтому лучше применять так называемую свежую кожу с небольшими сроками хранения. Вместе с тем аллогенная кожа является мощным аллергеном и вызывает выраженную сенсибилизацию организма. Это иногда приводит к расплавлению ранее приживших лоскутов, аутокожи, в том числе на фоне иммунодепрессивной терапии.

Ксенокожа — медицинский заменитель кожи. Ксенокожу чаще всего получают из кожи свиньи. Применяется в медицине в основном при лечении ожоговых больных. При производстве ксенокожи срезают слой свиной кожи толщиной 0,3—0,4 мм, потом консервируют в азоте, высушивают и фасуют в стерильные пакеты по 100, 200 или 300 см². Кожа в таком пакете может храниться до 3 лет. Ксенокожу перед использованием размачивают в физрастворе или антисептике, накладывают на рану и фиксируют специальными повязками. В большинстве случаев при применении данного материала через 1—2 нед ксенокожа на ране подсыхает и отпадает. Вместо нее образуется нормальная человеческая кожа. Достоинством ксенокожи является то, что под ней редко наступает нагноение, что улучшает заживление ожогов и других обширных ран. Стоимость этого продукта в большинстве случаев весьма умеренная, что делает его доступным в развивающихся странах. Применение ксенокожи целесообразно, когда поражено свыше 50% кожи пострадавшего. Однако кожа животного вызывает у некоторых людей выраженные иммунные реакции. За отторжение ответственен фрагмент α-1,3-галактозы (Gal), присутствующий на мембранах свиных клеток, антитела к которым присутствуют в крови людей. С целью решения данной проблемы в последнее время ведутся исследования возможности применения кожи низкоиммуногенных свиней, в которых не экспрессируется эпитоп Gal, из-за селективного нокаута гена, кодирующего α-1,3-галактозилтрансферазу. Применение трансплантатов из кожи низкоиммуногенных свиней для временного заживления ожоговых ран на приматах позволило значительно увеличить время жизнеспособности трансплантата по сравнению с кожей обычных свиней и с аллогенным трансплантатом [60, 61].

На данный момент из биологических покрытий при законодательном ограничении использования трупной кожи наиболее распространенными являются препараты свиной дермы (Аллоаск Д, Ксидерм, Ксенодерм, Свидерм и др.). В таблице Коммерчески доступные продукты, полученные для хирургического применения представлены коммерчески доступные продукты, полученные для хирургического применения.

Синтетические раневые покрытия, накладываемые на раны после удаления струпа, сами являются важным элементом лечения. Они не только предотвращают истощение организма и инфицирование ран, но и готовят раны к последующей кожной пластике. Раневые покрытия, применяющиеся после удаления струпа, должны быть высокоадгезивными и быстро прикрепляться к поверхности раны, быть непроницаемыми для воды и иметь ограниченную проницаемость для паров и воды, уменьшать потери тепла через раневые поверхности, снижать потери белков и электролитов, предотвращать микробную инвазию ран, снижать чувство боли, облегчать проведение физиотерапевтических мероприятий, обеспечивать безболезненное проведение перевязок, не подвергаться протеолитическому расщеплению, способствовать очищению ран от тканевого детрита, сокращать время заживления глубоких дермальных и донорских ран, обладать гемостатическим действием, улучшать общее состояние пациента. Синтетические раневые покрытия перед тканями природного происхождения имеют ряд важных преимуществ: они не теряют своих свойств при хранении, не требуют смены на ранах, удобны в использовании. Среди большого перечня такого рода препаратов можно отметить Фолидерм, Биобран, Сиспусдерм, Омидерм, Эпигард, Синкрит, или Синкавер. Особым преимуществом этих покрытий является возможность постоянно располагать стерильным и относительно дешевым материалом в неограниченном количестве. Вместе с тем препараты импортного производства в силу своей высокой стоимости часто недоступны.

По анатомической структуре кожные эквиваленты (заменители) подразделяются на эпидермальные, дермальные и дермоэпидермальные [20, 56, 62].

Эпидермальные заменители кожи получили развитие после того, как стало возможным серийно культивировать in vitro человеческие кератиноциты. Эти технологии довольно быстро нашли свое клиническое применение, что способствовало улучшению показателей выживаемости пациентов. Тем не менее значение культивированных кератиноцитов остается спорным и по настоящий день. Ключевым моментом в производстве эпидермального заменителя является выделение кератиноцитов от донора и их последующее культивирование in vitro для получения необходимого количества кератиноцитов для терапевтических нужд. Существуют различия в подходах к производству эпидермальных заменителей, которые зависят от методов культивирования, стадии дифференцировки клеток и эпителиальной организации (сливающиеся листы, субконфлюентные клеточные слои и суспензии); способов доставки клеток пациенту (в виде сливных листов, аэрозоля или с помощью микроносителей), а также от использования дополнительных подложек для повышения эффективности доставки культур клеток.

Для того чтобы получить культуру аутологичных клеток, производят биопсию кожи размером 2—5 см 2 по прибытии пациента в клинику. Эпидермис отделяют от дермы и кератиноциты высвобождают путем воздействия ферментов. Полученные кератиноциты высевают в сосуд для культивирования, где одиночные клетки начинают делиться, образуя колонии, в присутствии митотически инактивированых фибробластов мыши и культуральной среды, содержащей фетальную телячью сыворотку и необходимые добавки. Единичные колонии кератиноцитов сливаются вместе и образуют эпителиальные слои, которые могут быть отторгнуты ферментативно от культуральной колбы и помещены на бэк-носители (такие как парафин, марля) для поддержания базально-апикальной ориентации клеток, а затем наносятся на рану. Качество такого стратифицированного культивируемого эпителиального аутотрансплантата (CEAS) зависит от клонального клеточного состава, который определяет выживаемость трансплантата и долгосрочность существования при применении в естественных условиях. Среди других недостатков CEAS можно отметить длительное время культивирования, хрупкость трансплантатов, сложность обработки и проведения процедур. Также существует потребность в точной координации во времени между получением культуры и ее доставкой в клинику. Основным недостатком применения листа являются непредсказуемые клинические исходы.

К числу коммерчески доступных эпидермальных заменителей кожи можно отнести такие, как Epicel (EPIBASE, EpiDex), MySkin, Laserskin (Vivoderm), Bioseed-S, CellSpray [56].

Дермальные заменители кожи. Основными структурными компонентами дермы являются клеточные и волокнистые элементы, а также межуточное вещество. Волокнистые элементы в основном представлены коллагеновыми и эластиновыми волокнами, межуточное вещество — гликопротеинами, протеогликанами и гликозаминогликанами. Главный функциональный клеточный элемент дермы — фибробласт. Клеточная популяция фибробластов является источником образования практически всех структурных компонентов дермы, поэтому при создании заменителей кожи большинство ученых используют коллагеновый субстрат, смешанный с фибробластами и гликозаминогликанами, что служит основным компонентом дермального эквивалента [63—65]. Главное преимущество дермального эквивалента связано с тем, что клетки в нем находятся в активном функциональном состоянии, близком к таковому в коже [66—68]. Однако обычный дермальный эквивалент является нестойкой конструкцией, так как фибробласты, включенные в гель, вызывают его быструю контракцию. В связи с этим биологическая структура не может длительно храниться, что делает неудобным ее использование.

Большинство коммерчески доступных дермальных заменителей кожи являются бесклеточными и основаны они на аллогенных, ксеногенных или синтетических материалах. Получить лицензию на их производство намного легче в сравнении с конструкциями, содержащими клетки и двуслойные заменители кожи. Возможность производить крупные партии продуктов привела к довольно широкому их распространению и применению в клинике. К числу коммерчески доступных продуктов можно отнести AlloDerm, Karoderm, SureDerm, GraftJacket, содержащие ацеллюлярные продукты дермального человеческого матрикса, а также такие продукты, как OASIS Wound Matrix, EZ Derm, Integra Dermal Regeneration Template, Terudermis, Pelnac Standard Type/Pelnac, Fortified With Mesh Type, Biobrane, Biobrane-L, TransCyte, Dermagraft Hyalomatrix PA, Hyalograft 3D [56].

Дермальный эквивалент не является полноценной кожей, так как в его структуре отсутствует поверхностный слой кожи — эпидермис. Для создания полнослойной кожи и более быстрого восстановления жизнеспособности пересаженного эквивалента кожи на поверхность дермального матрикса накладывается пласт кератиноцитов. Такой тканевой продукт называется живым эквивалентом кожи [69, 70] и является дермоэпидермальным заменителем.

Дермоэпидермальные заменители имитируют гистологическую структуру нормальной кожи, где присутствуют как эпидермальные, так и дермальные слои. Существует также некоторое их функциональное сходство с нормальной кожей. Это не только самые передовые и сложные технологии и продукты по сравнению с эпидермальными и дермальными заменителями, но и самые дорогие биологические конструкции в тканевой инженерии кожи.

Один из первых вариантов живого эквивалента кожи был предложен E. Bell в 1983 г. [37]. Дермальная составляющая была представлена гелем, состоящим из фибробластов кожи, коллагена, плазмы и ростовой среды. На поверхности этого геля в сроки от 1 до 2 нед выращивались кератиноциты. Трансплантация аллогенных кератиноцитов создавала условия для краевой эпителизации за счет синтеза компонентов базальной мембраны, связанных с ними цитокинов и факторов роста [71]. В результате создавалась 3D-модель кожи, представляющая жизнеспособную ткань в виде полупрозрачной упругой массы.

Клеточные конструкции в виде живых эквивалентов кожи используются как при глубоких ожогах, так и при других глубоких трехмерных дефектах кожного покрова. Кроме того, они являются прекрасной моделью для изучения процессов регенерации и морфогенеза in vitro [2, 72].

Несомненным преимуществом живого эквивалента кожи является то, что в результате его приживления формируется полноценная в морфофункциональном отношении кожа.

Большинство существующих коммерчески доступных дермоэпидермальных заменителей кожи основаны на использовании аллогенной кожи, что позволяет получать большие количества однородной партии продукта с относительной доступностью. Тем не менее эти биоматериалы действуют скорее как временные биологически активные перевязочные материалы, обеспечивающие кожу больного человека факторами роста, цитокинами в процессе заживления ран. Наиболее известными из них являются Alligraft, Karoskin, Apligraft, Or-Cel, PolyActive [56].

Двух- и трехмерные модели искусственной кожи

Известные к настоящему времени эквиваленты кожи чаще всего культивируют на 2D-субстратах, таких как культуральные пластины, или в условиях 3D-матрикса. При этом показано, что клетки, культивируемые на 2D-субстратах, растут в условиях, не соответствующих естественным условиям среды, теряют множество важных внутриклеточных сигналов, ключевых регуляторов и тканевых фенотипов, не в состоянии воспроизвести сложные динамические процессы, протекающие в коже в естественных условиях [73].

Клетки, растущие в 3D-условиях, имеют экспрессию рецепторов на клеточной поверхности, выраженную пролиферативную способность и метаболические функции [73—75]. Показано, что только в 3D-условиях кератиноциты формируют упорядоченный эпителий [74—78]. Таким образом, стратегии, которые позволяют конструировать искусственные эквиваленты кожи человека в 3D-условиях, в том числе дермального и эпидермального компонентов, позволяют изучать физиологию клеток, что не может быть осуществлено в монослое культуры ткани.

Прикладные аспекты применения искусственной кожи

Технологии создания микротканей могут быть использованы для лечения дефектов покровного эпителия, восстановления после операций, травм, ожогов, свищей, в реконструктивной хирургии. В настоящее время известно применение методов трансплантации аллогенных культивированных клеток (фибробласты и кератиноциты) в комбустиологии при лечении длительно незаживающих гранулирующих кожных ран, трофических язв и свищей, для восполнения фибробластами голосовых связок, мягких тканей лица [79—82].

Эквиваленты кожи в настоящее время изучаются и используются в клинике при ряде патологий кожи. По данным литературы [83—100], заболевания, при которых могут быть применены эквиваленты кожи человека, включают псориаз, витилиго, келоидные рубцы, невусы, генодерматозы, такие как пигментная ксеродерма и врожденный буллезный эпидермолиз.

3D-модели кожи могут быть с успехом использованы при проведении научных исследований [101]. Эти модели позволяют изучать базовую архитектуру кожи человека, межклеточные взаимодействия, влияние окружающей среды на регуляцию меланогенеза, пролиферацию и дифференцировку кератиноцитов, а также закономерности процессов эпителизации в ранах. Эти модели кожи также представляют платформу для моделирования фотостарения и рака кожи, являются отличной системой при проведении фармакологических исследований для тестирования лекарственных препаратов, оценки их фармакологической активности и токсичности. Такие исследования проводятся на образцах микротканей, моделирующих нормальную ткань, заболевания, опухоли различного генеза. Кроме того, 3D-эквиваленты кожи человека могут быть сконструированы с определенными генетическими изменениями в дермальном или эпидермальном компартментах модели и служить основой для изучения влияния окружающей среды на эти модификации. 3D-модели кожи также являются экономически эффективной альтернативой использованию лабораторных животных, в частности в токсикологических исследованиях, в оценке безопасности косметических средств, фототоксичности и генотоксичности различных реагентов [102—104].

Заменители (эквиваленты) кожи человека в настоящее время коммерчески доступны, однако существует ряд проблем, касающихся доклинической оценки безопасности. В частности, при предоставлении эквивалента кожи для клинического использования компании должны продемонстрировать отсутствие в нем патогенов, иммуногенных свойств, туморогенности, наличие нормальных физиологических функций.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Источник