18/08/2023

Ученые Института биохимической физики РАН создали универсальный ранозаживляющий материал

Заживление ран - сложный, но организованный процесс, включающий гемостаз, воспаление, образование новых тканей и ремоделирование. Однако, в случаях, когда раны покрывают большую площадь поверхности, инфицируются или возникают у пациентов с диабетом или пожилых людей, процесс регенерации может задерживаться и приводить к осложнениям. Несмотря на обилие методов лечения ран и создание новых типов перевязочных средств, во многих случаях эффективность лечения оказывается недостаточной. В настоящее время большой интерес представляет ряд научных исследований, посвященных комбинации активаторов ранозаживления и биосовместимых полимеров природного происхождения: полигидроксибутирата, полилактида, полилактидгликолида и других. В мире активно разрабатываются способы создания “интеллектуальных” полимерных систем для регенеративной медицины.

Существует широкий перечень требований, предъявляемых к таким новым материалам, удовлетворяют которые, прежде всего, биосовместимые полимеры природного происхождения и композиты с высокоразвитой структурой на их основе, подтвердившие свою эффективность в биомедицине, в частности в вопросах ранозаживления, создания имплантов, матриксов и клеточных каркасов.

В 2021 году ученые из Института биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАН и Российского экономического университета им. Г.В. Плеханова опубликовали результаты кропотливой работы по созданию новых материалов для регенеративной медицины, где в результате были достигнуты оптимальные структура и свойства, способные отвечать высоким стандартам качества биомедицинских носителей.

Наибольшую эффективность в ранозаживлении показали материалы с высокоразвитой поверхностью, полученные методом электроформования. Ученым удалось получить волокна микронного и субмикронного диаметров с контролируемой морфологией. Кроме того, ученым удалось обеспечить эффективный контроль за важнейшими эксплуатационными свойствами материалов: прочностью, пористостью, воздухо- и влагопроницаемостью, гидрофильностью, антимикробными свойствами. 

«Большое значение в разработке эффективных ранозаживляющих материалов играет взаимодействие полимера и модифицирующих добавок. Известно множество способов изменения структуры и свойств биосовместимых полимеров, однако, остается проблема выбора безопасных, универсальных и эффективных модифицирующих добавок. В своем исследовании мы разбивали сложную комплексную задачу по разработке ранозаживляющего материала на отдельные задачи, благодаря решению которых смогли создать наиболее универсальный композиционный материал, обладающий высокой степенью сродства к живому организму», — рассказывает Тюбаева Полина, кандидат химических наук, младший научный сотрудник ИБХФ им. Н.М. Эмануэля РАН.

В результате детального изучения отдельных показателей и свойств материала, ученым удалось выявить важные закономерности для создания ранозаживляющих материалов, которые касались влияния надмолекулярной структуры на физико-механические характеристики, возможности варьирования пористости и проницаемости материала за счет изменения химической структуры поверхности, а также морфологии волокон в слое материала, или создания таких материалов, которые оставались бы стабильными в течение строго определенного времени эксплуатации, после которого начинали бы рассасываться, а также устойчивые к методам стерилизации и обеззараживания. Большое значение имеет простота производства и высокая биосовместимость созданных композиционных материалов.

“Исследование биосовместимости проводилось на культуре клеток иммортализованных фибробластов человека. Такое исследование является информативным, поскольку позволяет оценить в условиях in vitro и спрогнозировать поведение полимерного материала при контакте с живым организмом. В настоящее время мы продолжаем исследование полученных материалов с участием лабораторных животных», - комментирует Елена Никольская, кандидат химических наук, старший научный сотрудник ИБХФ им. Н.М. Эмануэля РАН.

Результаты исследования приближают возможность внедрения таких современных ранозаживляющих материалов в медицинскую практику, что позволит в значительной степени ускорить ранозаживление, обеспечить снижение образования шрамов и сделать процесс реабилитации больных более комфортным. Работа выполняется при поддержке Российского научного фонда.

Версия для распечатки