Недавні дослідження розробили нові пов’язки для ран, які прискорюють загоєння та покращують регенерацію тканин у ранах.
Вчені відкрив дуже важливий аспект загоєння ран наприкінці 1970-х років, коли розуміння цього процесу було на дуже ранній стадії. Було видно, що будь-які рани, отримані у дитини до сьомого місяця вагітність не залишає рубців і відбувається швидке загоєння рубців на ранніх стадіях розвитку плода. Це змусило дослідників спробувати відтворити або повторити ці унікальні властивості шкіри плоду, які можна було б використовувати для регенеративної медицини. Відомо, що шкіра плода має дуже високий рівень a білок називають фібронектином. Цей білок фібронектин, як правило, збирається у позаклітинний матрикс, який, у свою чергу, допомагає або радше сприяє зв’язуванню та адгезії клітин. Унікальним є те, що ця властивість виключно для плода шкіра і не зустрічається у дорослих клітинах. Щоб детальніше розкрити цю властивість, білок фібронектин має дві унікальні структури: глобулярну та волокнисту. Глобулярна структура, тобто сферична форма, знаходиться в крові, тоді як тканини в організмі є волокнистими. Фібронектини завжди вважалися потенційно хорошими кандидатами загоєння ран але виробництво волокнистих фібронектинов досі залишається проблемою. У подвійних дослідженнях, опублікованих нещодавно, дослідники надали розуміння двох різних типів нановолокно заправки, які використовують природні білки рослин і тварин. Ці пов’язки рекламуються як дуже ефективні для загоєння та відновлення росту тканини в рані. Ці поточні дослідження започаткували можливість створення та розробки нановолокон для загоєння ран. Вся ідея авторів полягала в створенні перев'язувальних засобів з метою розробки терапевтичних засобів для ран, особливо нанесених під час війни. Загоєння таких ран є болісним процесом і недостатньо забезпечується доступними на даний момент засобами для лікування ран.
У першому дослідженні, опублікованому в Біоматеріали, дослідники з Гарвардської школи інженерії та прикладних наук Джона А. Полсона (SEAS) та Інституту біологічно натхненної інженерії Wyss виготовили волокнистий фібронектин на платформі під назвою Rotary Jet-Spinning (RJS), розробленій власними силами.1. Вони описали а перев’язування ран за допомогою фетальної тканини. Двоетапний процес був простим, коли спочатку рідкий розчин полімеру (тут кулястий фібронектин, розчинений у розчиннику) завантажується в резервуар і вштовхується в крихітний отвір відцентровою силою, коли ця машина обертається. Коли цей розчин залишає резервуар, розчинник випаровується, а полімери застигають. Ця сильна відцентрова сила розгортає кулястий фібронектин на маленькі тонкі волокна (менше одного мікрометра в діаметрі). Ці волокна можуть бути зібрані для нанесення пов'язки або пов'язки. Тестування на тваринах показало, що рани, оброблені цією новою пов’язкою з фібронектину, показали відновлення шкірної тканини на 2% протягом лише 84 днів, тоді як звичайні пов’язки відновили 20%. Робота цієї пов’язки була добре пояснена. Пов’язка інтегрується в рану і діє як навчальний каркас, який потім дозволяє різним стовбуровим клітинам здійснювати необхідну регенерацію та допомогу для процесу загоєння тканин у рані. Згодом матеріал засвоюється організмом. Рани, оброблені цією пов’язкою з фібронектину, мають дуже нормальну товщину епідермісу, а також структуру шкіри. Навіть волосся відростало в області рани після її загоєння. Це велике досягнення, оскільки відновлення росту волосся залишається однією з головних проблем у сфері загоєння ран. Порівняно зі стандартними процесами регенерації шкіри, ця процедура ефективно відновлює тканини, а також відновлює волосяний фолікул, використовуючи лише один матеріал. Очевидно, що такий підхід має значні переваги для втілення дослідження в реальне використання. Ці фібронектинові пов’язки можуть бути слушними та корисними для невеликих ран, особливо на обличчі та руках, де важливо запобігти утворенню рубців.
У своєму другому дослідженні, опублікованому в Advanced Здоров'я Матеріали, дослідники розробили нановолокно на основі сої, яке сприяє загоєнню ран2. Соєвий білок містить, по-перше, естрогеноподібні молекули (які, як доведено, прискорюють загоєння ран), а по-друге, біологічно активні молекули, які сприяють побудові та підтримці людських клітин в організмі. Ці типи молекул зазвичай використовуються в репродуктивній сфері медицина. Дуже цікаво, що коли рівень естрогену в організмі жінки вищий, порізи або синці заживають швидше. Саме тому вагітні жінки одужують швидше, оскільки у них такий високий рівень естрогену. Це також є причиною того, що ненароджена дитина в утробі матері загоює рани без рубців через високий рівень естрогену. Дослідники використовували той самий RJS для прядіння ультратонких соєвих волокон у пов’язки для ран. Ці експерименти також показали, що пов’язки на основі сої та целюлози на ранах покращують загоєння ран на 72 відсотки, у порівнянні лише з 21 відсотком у ранах без цієї пов’язки з соєвим білком, що робить їх надзвичайно перспективними. Ці пов’язки недорогі, тому оптимально підходять для широкомасштабного використання, наприклад, для постраждалих від опіків. Такі економічно ефективні каркаси вважаються відкриттям і мають величезний потенціал для регенерації, особливо для міліції, пов’язок під егідою технології нановолокна. Гарвардський офіс розвитку технологій захистив інтелектуальну власність, пов’язану з цими проектами, і вивчає можливості комерціалізації.
***
{Ви можете прочитати оригінальну дослідницьку роботу, натиснувши посилання DOI, наведене нижче в списку цитованих джерел(ів)}
Джерела
1. Chantre CO та ін. 2018. Виробничі нановолокна фібронектину сприяють закриттю ран і відновленню тканин у моделі дермальної миші. Біоматеріали. 166 (96). https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2018.03.006
2. Ahn S та ін. 2018. Нановолокна з соєвого білка/целюлози, що імітують позаклітинний матрикс шкіри для покращеного загоєння ран. Передові медичні матеріали. https://doi.org/10.1002/adhm.201701175
