Немецкие ученые автоматизировали выращивание биоинженерной кожи

Немецкие исследователи спроектировали полностью автоматизированный технологический процесс производства искусственной кожи, состоящей из живых клеток. Эта разработка призвана удовлетворить потребность различных отраслей промышленности в моделях кожи для проверки совместимости с ней новых видов соответствующей продукции. Такие модели значительно более информативны, чем эксперименты на животных.

Существующая технология изготовления искусственной кожной ткани весьма сложна и подразумевает большой объем ручной работы. Из-за этого присутствующие сейчас на рынке компании-изготовители не могут произвести более 2 000 небольших фрагментов ткани в месяц, большая часть из которых состоят из клеток одного типа. При этом годовая потребность в искусственной коже только стран Евросоюза превышает 6,5 миллионов единиц – они необходимы для тестирования такой продукции как лечебная и гигиеническая косметика, моющие средства, лекарственные препараты, пластыри и т.п.

Разработчикам из Института инженерии покровных тканей и биотехнологий компании Fraunhofer в Штутгарте удалось создать двухслойную искусственную кожу, состоящую из разных типов клеток. На сегодняшний день это наиболее точная модель кожи человека. Затем ученые приступили к разработке полностью автоматизированного технологического процесса ее производства.

Производство искусственной кожи начинается со стерилизации небольших фрагментов человеческой кожи, их измельчения, обработки специальными ферментами и разделения клеток двух разных типов. Затем культуры клеток выращиваются по отдельности на питательных средах, после чего из них формируют двухслойные заготовки кожных моделей с добавлением коллагена для придания натуральной эластичности. Полученные образцы помещают во влажный инкубатор, где менее чем за три недели слои срастаются между собой и формируют готовые фрагменты искусственной кожи. Этот процесс весьма сложен, дорогостоящ, и требует большого объема ручной работы, что затрудняет массовую продукцию образцов.

Междисциплинарная группа, в которую вошли специалисты из четырех институтов компании Fraunhofer, спроектировала полностью автоматизированную линию производства двухслойной искусственной кожи. Компьютерная модель всего технологического процесса и три ключевых производственных модуля в настоящее время выставляются на Международной конвенции биотехнологий BIO 2009 в Атланте, штат Джорджия.

По оценкам разработчиков, до полного завершения работ над проектом осталось около двух лет. Расчетная мощность производственной линии составляет 5 000 единиц кожи в месяц, а стоимость одного образца – менее 34 евро, что значительно превосходит существующие предложения.