В России создали из бактерий разлагающуюся повязку для ран

Коллектив биофизиков, биотехнологов и медиков Сибирского федерального университета разработал нетканые раневые покрытия, которые обеспечивают быстрое заживление кожных ран. Регенерация поврежденных тканей происходит примерно в три с половиной раза быстрее, чем под обычными повязками. При этом на коже не остается рубцов. Результаты исследования опубликованы в журнале Journal of Materials Science: Materials in Medicine.

Подобрать материал для повязки, отвечающий всем медицинским требованиям, не так просто, как кажется на первый взгляд. Он должен быть эластичным и прочным, чтобы не травмировать заживающие ткани при движениях и частых перевязках. Рана должна дышать под повязкой и оставаться влажной, клетки кожи - активно делиться, обеспечивая скорейшее закрытие повреждения, а болезнетворные микроорганизмы - нет.

Ученые из Института биофизики ФИЦ КНЦ СО РАН и Сибирского федерального университета справились со всеми вышеперечисленными задачи и даже превзошли их. Новый материал создали из биополимеров - естественного продукта жизнедеятельности бактерий. Это стало возможным благодаря технологии, которую красноярские ученые разработали чуть ранее. Они научились культивировать особый вид бактерий с большим накоплением полимера внутри клеток, а потом открыли способы его выделения и очистки.

Нетканые волокнистые покрытия получали методом электроспиннинга (электроформования). Под действием электрического поля из полимерного раствора вытягивали тончайшие нити и фиксировали на подложке, которую потом удаляли. В результате получилось нетканое пористое (на микроуровне) полотно, в котором микроволокна ориентированы произвольным образом.

Внешний вид биополимерных повязок (слева вверху), формирующаяся живая ткань на поверхности повязки, клетки соединительной ткани на повязке при окрасках на наличие ядер (синий цвет), на форму и количество клеток (зеленый цвет).

«Мы создали биотехнологический эквивалент кожи, основой которого является биоразрушаемая полимерная мембрана, обеспечивающая клеткам кожи условия для роста и размножения. Затем мембраны засевали клетками соединительной ткани и накладывали на раны лабораторных крыс», - рассказали в пресс-службе Краевого фонда науки.

Клетки соединительной ткани – это живые мультипотентные стволовые клетки, которые брали у подопытных животных, а потом встраивали в материал из биополимеров. В исследовании сравнивали, как восстанавливается рана с использованием традиционной повязки, полимерных покрытий без клеток и полимерных покрытий с добавлением клеток соединительной ткани. В результате оказалось что последний вариант ускорил заживление раны почти в четыре раза. При этом произошло полное восстановление структуры кожи.

«Мы наблюдали не только поверхностное закрытие раны эпидермисом, но и формирование полноценной структуры всех слоев кожи — с восстановлением сальных желез, волосяных фолликулов. Это очень хороший результат», - прокомментировала результаты исследования доктор биологических наук Татьяна Волова.

Разработка российских ученых отвечает трем важным требованиям к материалам для тканевой инженерии: он биосовместимый, биоинертный и биоразлагаемый. То есть с одной стороны, повязка не отторгается организмом, а с другой - препятствует образованию фиброзного рубца. При этом материал постепенно разрушается и его не надо удалять с раны, травмируя ее.

«Есть препараты, которые усиливают регенерацию кожи, но, как правило, любая повязка ее немного замедляет, и эту проблему мы и постарались решить», - пояснила заведующая кафедрой медицинской биологии СФУ Екатерина Шишацкая.

Вопросы, ответы, комментарии