Высокоэффективные раневые покрытия на основе сополимеров трескового коллагена успешно испытала группа исследователей из НИИ химии Национального исследовательского Нижегородского государственного университета им. Н.И. Лобачевского под руководством заведующей лабораторией нефтехимии, доктора химических наук Людмилы Леонидовны Семенычевой. Эксперименты на животных показали, что изобретение позволяет заживлять раны быстрее и лучше аналогов на основе бычьего коллагена, применяемых в клинической практике. Новые покрытия могут стать ценным подспорьем в медицинской реабилитации, а также спортивной и военной медицине.
О проекте корреспонденту «Научной России» рассказала один из авторов исследований, младший научный сотрудник лаборатории нефтехимии НИИ химии ННГУ Виктория Олеговна Румянцева.
«В начале 2017 г. наша лаборатория совместно с Приволжским исследовательским медицинским университетом работала над подобными покрытиями на основе фибриногена с добавлением трескового коллагена. Эти разработки показали хорошие результаты в экспериментах на клетках, — пояснила В.О. Румянцева. — Далее мы решили попробовать самостоятельно получить ранозаживляющие материалы и уже взяли за основу именно тресковый коллаген, поскольку это доступный природный белок, получаемый из отходов рыбной промышленности, в то время как фибриноген — довольно дорогой компонент, выделяемый из криопреципитата плазмы крови».
Поверхность гидрогеля на основе трескового коллагена под микроскопом.
Фото: Андрей Скворцов / предоставлено пресс-службой ННГУ им. Н.И. Лобачевского
Исследователи отмечают, что их разработка превосходит по возможностям коммерческие аналоги. Объясняется это очень просто: рыбный коллаген ближе по составу к человеческому, нежели животный, и не передает болезней человеку. Поэтому он обладает низкой антигенностью и эффективнее восстанавливает ткани.
Во время экспериментов гидрогелевые губки из рыбного коллагена эффективно ускорили заживление термических ожогов у лабораторных крыс. Через 28 дней у всех животных полностью регенерировались травмированные ткани и начала расти шерсть.
Младший научный сотрудник лаборатории нефтехимии НИИ химии ННГУ Виктория Олеговна Румянцева.
Фото: Виктория Румянцева
Покрытия разработаны в двух разных формах с несколько различающимися вариантами применения. «Тонкие образцы материала могут применяться и как раневые покрытия, и как пленки в пищевой и фармацевтической промышленности. Губки — это более объемные образцы, способные поглощать большое количество влаги. Их планируют использовать в качестве раневых покрытий и клеточных матриц», — сказала В.О. Румянцева.
Чтобы получить из трескового коллагена гидрогель для раневых покрытий, ученые используют авторскую технологию фотокатализа. Под действием видимого света фотокатализатор генерирует свободные радикалы, запуская процессы, придающие коллагену формоустойчивость и пористость. Реакции не требуют поддержания сложных экстремальных условий, что повышает экологичность метода. После реакции фотокатализатор можно очистить и использовать повторно.
«Технология получения покрытий разрабатывается в рамках государственного задания. В ее основе лежит фотокатализ сложными оксидами — структурами β-пирохлора — под действием видимого света. Это соответствует принципам зеленой химии как более экологичный метод получения химических продуктов», — отметила В.О. Румянцева.
Губки из трескового коллагена можно будет применять для ускорения восстановления пациентов с ожогами и трофическими язвами. Испытания показали, что новые покрытия подавляют активность бактерий и плесневых грибов. Благодаря этому полученные пленки и губки не требуют дополнительной стерилизации, что делает их удобными для применения в полевых условиях, например, в военной медицине. Разработка будет полезна и для лечения спортсменов.
«Стерилизующие свойства покрытиям придают наночастицы катализатора размером не более 2 нм, сохраняющиеся в конечном материале. Именно они наделяют наши материалы грибостойкими и бактерицидными свойствами», — объяснила В.О. Румянцева.
Рабочий процесс: младший научный сотрудник лаборатории нефтехимии НИИ химии ННГУ Виктория Олеговна Румянцева и старший научный сотрудник лаборатории неорганических материалов НИИ химии ННГУ, кандидат химических наук Диана Георгиевна Фукина (слева направо).
Фото: Андрей Скворцов / предоставлено пресс-службой ННГУ им. Н.И. Лобачевского
Свежие результаты тестирования новых материалов ученые представили в высокорейтинговом научном журнале Polymers. Развитие технологии в будущем потребует дальнейших экспериментов. В ближайших планах исследователей — подготовка раневых покрытий к внедрению в ветеринарию.
«Сейчас мы работаем над двумя проектами по данной тематике. Первый —исследования по госзаданию, посвященные синтезу и тестированию различных сложных оксидов в качестве катализаторов для получения материала, — поделилась В.О. Румянцева. — Второй проект реализуется по программе “Приоритет 2030”, и в его рамках мы дорабатываем лучшие отобранные составы покрытий, чтобы получать на их основе клеточные эквиваленты для замены поврежденных тканей (на данном этапе — кожи)».
Фото на стоп-кадре видео: Виктория Румянцева
Новость подготовлена при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ
Фото на превью: Андрей Скворцов / предоставлено пресс-службой ННГУ им. Н.И. Лобачевского.
Фото на странице: Андрей Скворцов / предоставлено пресс-службой ННГУ им. Н.И. Лобачевского, Виктория Румянцева.
Фото на стоп-кадре видео: Виктория Румянцева.
