Создание искусственной кожи для человека

Борис Карпович Гаврилюк
профессор, доктор медицинских наук, заведующий лабораторией роста клеток и тканей Института биофизики

Наша лаборатория занимается тем, что в народе называют «искусственной кожей». Начали разрабатывать этот материал еще в конце 1980-х годов. Запрос звучал следующим образом: нельзя ли в связи с угрозой атомных катастроф, которые сопровождаются огромным количеством пострадавших людей, обожженных ультрафиолетовой и гамма-радиацией, создать «искусственную кожу»? Стояла необходимость в создании таких материалов, которые, во-первых, соответствовали бы по своим свойствам верхнему слою кожи, а во-вторых, обладали способностью регенерировать нижние разрушенные слои.
В конце концов мы произвели препарат, который назвали «Биологический коллоид», или «Биокол». Он соединяет в себе свойства и синтетических, и природных полимеров. Создать такую смесь никому не удавалось, потому что мы соединили совершенно несовместимые вещества.
Затем провели много опытов, несколько тысяч, подбирали очень долго, и с тех пор мы такие вещи можем смешивать и осуществлять.

«Биокол» восстанавливает кожу и ткани в самых тяжелых случаях. Например, как-то раз обратился в поликлинику средних лет маргинал. Был мороз под тридцать, а он побежал за водкой. Босиком. Ему сказали: «У вас обморожение третьей или четвертой степени с некрозом, идите домой, как у вас там все разовьется, мы вам ноги отрежем, будете протезы заказывать». Другая врач взялась лечить его «Биоколом». Некротические ткани отпали, выросли новые, и ноги она ему сохранила. Или вот, например, случай: барышня помогала маме щи варить, получила ожог третьей степени. После двух применений «Биокола» — полное восстановление кожи. Одно из преимуществ препарата заключается в том, что не образуется рубец, а растут те клетки, которые составляют поврежденный орган.

В коже есть два слоя: эпидермис и фибробласты. Клетки эпидермиса неподвижны, фибробласты же очень подвижны и интенсивно размножаются, заполняют рану, образуется рубец. Говоря упрощенно, если мы создадим среду, которая даст возможность размножаться не только фибробластам, но и эпидермису, то получим восстановление нормальной кожи.

В каком то смысле это фактически питательная среда. Компоненты этого геля содержат вещества необходимой вязкости, которые стимулируют движение клеток в нужном направлении. Даже клетки, которые в обычных условиях размножаются только по краям, отрываются, перемещаются и создают очаги размножения. Мы сразу запускаем процесс регенерации, минуя процесс воспаления, нагноения.

А вообще, надо сказать, мы несложно устроены! Есть всего несколько систем: кровеносная разносит кислород и питательные вещества, выделительная выводит отходы. Остальное — рабочие органы. Вначале можно сделать простейший живой организм. А потом более сложные системы.
Какие клетки мы возьмем? Мы можем сделать системы нервных клеток. Есть очень интересные клетки в сердце, которые обладают энергией и генерируют ее. Когда вы наблюдаете развитие зародыша, первое, что вы увидите — это биение, сокращение сердечное. Это как раз те клетки, о которых я говорю. Если мы научимся воспроизводить сердцебиение — а мы этому учимся, — сначала будут первичные организмы, небольшие, простейшие. И постепенно будем заменять в человеческом организме все, что можно и нельзя.

Можно, в принципе, добиться того, чтобы кожа бесконечно долго существовала, все дело — в системе обеспечения. Каждая клетка имеет определенный срок развития.
Но если выращивать их на мембране, которая пропускает питательные вещества, и снизу подавать определенные питательные вещества, то клетки начнут расти не только по плоскости, но и вверх, давая много слоев. Будет расти мультислой. Который может жить долго. Такие системы в шкафу у меня лежат. Все это можно сделать. Но среда должна быть питательной, содержать ростовые факторы, иметь соответствующую температуру. Много условий.

Кожу можно генетически модифицировать, чтобы она была, например, более устойчивой к химическим воздействиям. Это удастся осуществить путем зародышевых манипуляций. На ранней стадии развития нужно ввести необходимый генетический материал. Как и какой — мы пока не знаем. Но здесь вступают вопросы этики.

В более позднем возрасте активировать тот или иной ген тяжело. Можно ввести модифицированные клетки. Такие попытки делаются. В конце концов, я думаю, будут выделять клетки из организма, вводить туда разные гены и лечить заболевания генетического порядка.


Многое из того, что есть у животных, мы пытаемся использовать. Например создать кожу, как у хамелеона. Да даже некоторые простейшие обладают такими механизмами, которых высшие животные не имеют. Или полная регенерация конечностей у земноводных — ящериц и саламандр. У них ведь сразу начинается регенерация, это именно то, чего мы пытаемся сейчас добиться нашим препаратом. У них начинается регенерация, причем системная — все системы начинают регенерировать: кость, мышцы, кожа.

Я думаю, эволюция запретила людям иметь такое просто случайно! У земноводных есть что смотреть и изучать. Это совсем другой организм. Попытки использовать регенерационные гены и всаживать их в другие клетки могут иметь успех. Гены бессмертия и гены регенерации — это самое главное, что сейчас изучают.

Я хочу создать такой центр, который бы объединял различные клеточные технологии. У нас есть возможности, и биохимические лаборатории, и физиологические, и очень сильные лечебные. Тут много дисциплин сошлось — медики, биофизики, биохимики, математики, теоретики, эмбриологи. Такой комплекс весьма подходит для решения трудных, но интересных задач.