Гибридную гидрогелевую систему для заживления ожогов разработали исследователи из Института регенеративной медицины и Клиники кожных и венерических болезней им. В.А. Рахманова Первого Московского государственного медицинского университета им. И.М. Сеченова. Преимущество разработки — контролируемое высвобождение активных веществ в зависимости от температуры места повреждения, постепенно снижающейся в процессе заживления. Технология позволит повысить эффективность лечения ожоговых поражений кожи. Подробнее о проекте корреспонденту портала «Научная Россия» рассказала руководитель исследований, заведующая лабораторией прикладной микрофлюидики Сеченовского Университета, кандидат биологических наук Анастасия Иосифовна Шпичка.
Температура ожога выше, чем у здоровой кожи, и постепенно возвращается в норму в процессе заживления. Исходя из этого, ученые «запрограммировали» гидрогелевую систему на поэтапное высвобождение лекарственных веществ в зависимости от текущей температуры раневой поверхности, характерной для определенного этапа восстановления. Благодаря этому технология позволяет синхронизировать лечение с динамикой заживления ожога.
Заведующая лабораторией прикладной микрофлюидики Первого МГМУ им. И.М. Сеченова Анастасия Иосифовна Шпичка.
Фото: пресс-служба Сеченовского Университета
Новая система отличается от привычных гидрогелевых повязок сложной структурой: она представляет собой микрогель из глобул термочувствительного полимера, «облаченный» в гидрогелевую макроматрицу, выступающую в роли носителя.
«В нашей гидрогелевой системе основной эффект оказывают термочувствительные полимеры — особые соединения, меняющие свою структуру в зависимости от температуры. Мы можем “нагружать” такой полимер различными терапевтическими агентами, и при повышении температуры, характерном для ожоговой раны, глобулы полимера раскрываются, в результате чего активные вещества попадают из них в рану, оказывая благоприятное воздействие <…>, — объяснила А.И. Шпичка. — Эти глобулы дополнительно помещаются в специальную гидрогелевую систему для того, чтобы врачу было максимально удобно наносить средство на место повреждения и чтобы активные вещества как можно дольше задерживались в ране при перевязке».
Исследователи получили микрогелевые частицы из сополимеров поли-N-изопропилакриламида (ПНИПАМ). Эти соединения как раз меняют свойства в нужном диапазоне — от 37 °C до 42 °C. В глобулы полимера можно заключать разнообразные активные вещества — антибактериальные, противовоспалительные, стимулирующие регенерацию. Свойства частиц сохраняются после стерилизации, что немаловажно при работе с ожогами.
«Эффект новой системы реализуется за счет особой структуры полимера. В нашем случае мы используем различные сополимеры ПНИПАМ — известного термочувствительного соединения <…>, отвечающего нашим требованиям. В нашем случае нам было нужно, чтобы при низкой температуре полимер имел форму глобул и чтобы они раскрывались при попадании в рану за счет отличия температуры тканей при ожоговом повреждении от базальной температуры кожи. Благодаря этой технологии новая система выделяет терапевтические агенты именно там, где это необходимо», — отметила А.И. Шпичка.
Эксперименты на модели эквивалента кожи и лабораторных животных подтверждают, что гидрогелевая система эффективна и совместима с живыми тканями.
Фото: пресс-служба Сеченовского Университета
Эксперименты на модели эквивалента кожи и лабораторных животных подтверждают, что система эффективна и совместима с живыми тканями. Ученые отмечают, что в перспективе инновация может помочь в заживлении даже тяжелых ожоговых ран.
«Наше исследование получило поддержку РНФ (проект № 24-45-10012) и ведется уже два года. Сейчас идет третий, заключительный, год реализации проекта. К настоящему времени мы синтезировали термочувствительные полимеры, проанализировали их свойства, получили гидрогелевую систему в различных модификациях, а также отработали режимы загрузки внутрь глобул различных обезболивающих и антибактериальных агентов. После этого мы перешли к экспериментам с клеточными культурами. Мы видим, что эффекты системы, которые мы хотели бы увидеть in vivo, действительно подтверждаются на клеточном уровне и разработанная система не оказывает токсического действия на клетки человека, — поделилась А.И. Шпичка. — Сейчас мы находимся на финальном этапе проекта — это испытания на животных. Мы успешно провели эксперименты на малых лабораторных животных и готовимся к исследованиям на модели ожога у свиней, которые планируем завершить к концу года.
Наш проект носит прикладной характер, поэтому наша первоочередная цель — разработка продукта. Таким образом, мы планируем использовать фундаментальные знания, накопленные в рамках проекта, для создания конкретного медицинского изделия. <….> Мы уже отработали регистрационные процедуры, проанализировав, какие этапы должна пройти наша гидрогелевая система для того, чтобы через один–два года ее можно было представить на рынке».
Фото на стоп-кадре видео: пресс-служба Сеченовского Университета.
Новость подготовлена при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ
Фото на превью, на странице и на стоп-кадре видео: пресс-служба Сеченовского Университета.
