Биоразградими и влакнести материали ускоряват зарастването на рани

Изследователи от няколко руски университета разработват и тестват нови биосъвместими влакнести и разграждащи се лесно материали, които притежават високи антибактериални свойства. Проучването е важно, тъй като зарастването на рани е сложен процес, който често бива придружен от усложнения. Независимо от факта, подчертават учените, че съвременната медицина разполага с множество методи за лечението на рани и различни по вид превръзки, създаването на нови както безопасни, така и ефективни материали за регенеративната медицина, които не изискват подмяна по време на периода на зарастване, е от огромно значение.

Изследването

Съвместните изследвания на учените водят до създаването на издържливи и ефективни композити, които ще помогнат за създаването на „дишащи“ материали за дезинфекция на рани и тяхното много по-бързо зарастване.

„Приключихме успешно първия етап от работата по създаването на нови материали с уникални свойства за регенеративната медицина. Това стана възможно, след като получихми линия от материали с контролирана морфология и висока устойчивост към условията на околната среда. Изследванията ни за ин витро биосъвместимост на материали вече са сертифицирани, а сега се подготвяме за ин виво изследвания“, споделя един от авторите на изследването Полина Тюбаева.

Вече са създадени антимикробни превръзки от получения материал, които спират кървенето.

Композитите

В основата на създадените от научния екип композити стоят полукристалния биоразградим поли-3-хидроксибутират (PHB) и естествения порфирин – хемин (Hmi), който съдържа желязо. Композитите са получени чрез нано технологията електроспининг.

Добавянето на Hmi към сместа от PHB улеснява процеса на електропредене и подобрява качеството на материалите. Влакната стават еднородни, средният им диаметър намалява, а порьозността им се увеличава до 94%. Хеминът се произвежда в човешкото тяло, например, по време на обмяна на стари червени кръвни телца и биосъвместим с живи организми. Може да бъде използван за стабилизиране на протеинови молекули върху полимерни носители, а съдържащите хемин материали могат да се използват успешно за различни биомедицински приложения, например, за разработването на безопасни контейнери за системи, които доставят лекарства.

Структурната морфология, фазовият състав и физикохимичните свойства на Hmi/PHB влакнестите материали са изследвани чрез различни методи, сред които електронен парамагнитен резонанс, оптична микроскопия, сканираща електронна микроскопия, енергийно-дисперсионна рентгенова спектроскопия и други.

Крайният резултат са композити с висока порьозност, добри механични свойства и забавено биоразграждане.

>>>Регенерация на кожа

Благодарение на високия им антибактериален потенциал те могат да се използват като изключително ефективни и здрави материали за биомедицинско приложение както и за дишащи материали за дезинфекция на рани и по-бързото им затваряне, за основи на регенеративната медицина и тъканното инженерство.

Резултатите

„Основното предимство на нашите материали е, че те ще намерят приложение в персонализираната медицина, ще направят възможно още и създаването на универсални материали за заздравяването на рани, заради способността за ефективен контрол на структурните характеристики на материала и на неговите свойства“, пояснява Полина Тюбаева.

В резултат на изследванията учените успяват да покажат влиянието на структурата върху устойчивостта на влакнестите материали към условията на околната среда. Описват възможностите за насочена модификация на полукристални полимери за подобряването на ценните им свойства при работа.

Тъй като полимерите и модифициращите добавки са от естествен произход и имат високо ниво на биосъвместимост, използването им отваря широко възможността за създаването на екологично чисти материали за заздравяване на рани.

Изследователите подчертават, че този вид материали имат доста предимства пред съществуващите в момента техни аналози на пазара. Те са следствие от възможността за насочена модификация на влакнестия слой. Всичко това позволява производството на широка гама от средства за зарастване на рани чрез контролирана порьозност и допълнителен изолационен самоабсорбиращ се слой. От значение още и фактът, че в този вид композити антибиотиците, анестетиците и други лекарства се освобождават постепенно в зависимост от вида на раната и зоната на увреждане.

Резултатите от изследванията на екипа да публикувани в научното списание Polymers.

За научния екип

Екипът се състои от изследователи от Лабораторията по физикохимия на състави от синтетични и естествени полимери на Института по биохимична физика на Руската академия на науките, на Базовия отдел по химия на иновативни материали и технологии на Руския икономически университет „Плеханов“ и на Изследователската лаборатория за структурата на полимерите към катедрата по високомолекулни съединения на Московския държавен университет „Ломоносов“.

Полина Тюбаева, която е един от авторите на изследването, е водещ научен сътрудник в Базовата катедра по химия на иновационните материали и технологии в Руския икономически университет „Плеханов“.