Вчені розробляють `` розумну '' техніку загоєння ран
Нове дослідження, опубліковане в журналі Додаткові матеріали, відкриває шлях для "нового покоління матеріалів, які активно працюють з тканинами для сприяння загоєнню [рани]".
Оскільки в Сполучених Штатах проводиться все більше хірургічних процедур, кількість інфекцій на місці хірургічного втручання також зростає.
Хронічні рани, які не загоюються, такі як ті, що трапляються при цукровому діабеті, часто містять широкий спектр бактерій у формі біоплівки.
Такі біоплівкові бактерії часто дуже стійкі до лікування, а антимікробна стійкість лише збільшує ймовірність зараження цих ран.
За останніми підрахунками, хронічні рани вражають приблизно 5,7 мільйона людей у США. Деякі хронічні рани можуть призвести до ампутацій, як це має місце при діабетичній виразці.
На глобальному рівні дослідники вважають, що кожні 30 секунд хронічна, не загоюється діабетична виразка викликає ампутацію.
У цьому контексті гостра потреба в інноваційних, ефективних методах загоєння ран. Нові дослідження показують обіцянку в цьому плані, оскільки вчені розробили молекулу, яка допомагає використати природні цілющі сили організму.
Молекули називаються корисними навантаженнями, що активуються силою тяги (TrAP). Вони є факторами росту, які допомагають таким речовинам, як колаген, взаємодіяти з тканинами організму більш природно.
Бен Алмквіст, доктор філософії, викладач кафедри техніки Імперського коледжу в Лондоні, Великобританія, керував новим дослідженням.
Технологія TrAP та загоєння ран
Такі матеріали, як колаген, часто використовуються для загоєння ран. Наприклад, колагенові губки можуть лікувати опікові травми, а колагенові імплантати можуть допомогти кісткам регенерувати.
Але як колаген взаємодіє з тканиною? У так званих імплантатах ешафот клітини рухаються крізь структуру колагену, тягнучи за собою ешафот. Це запускає цілющі білки, такі як фактори росту, які допомагають тканині регенерувати.
У новому дослідженні Almquist та команда створили молекули TrAP, щоб відтворити цей природний процес. Вчені «склали» нитки ДНК в аптамери, які є тривимірними фігурами, що зв’язуються з білками.
Потім вони спроектували «ручку» для захоплення клітин. Вони прикріпили клітини до одного кінця ручки, а колагенові риштування до іншого кінця.
Лабораторні тести показали, що клітини тягнули TrAP, рухаючись крізь колагенові імплантати. У свою чергу, це активовані білки росту, які ініціювали процес загоєння всередині тканини.
Вчені пояснюють, що ця техніка відтворює процеси загоєння, які існують у всьому природному світі. "Використання руху клітин для активації зцілення виявляється у істот, починаючи від морських губок і закінчуючи людьми", - говорить Алмквіст.
"Наш підхід імітує їх і активно працює з різними різновидами клітин, які надходять у нашу пошкоджену тканину з часом, щоб сприяти загоєнню", - додає він.
«Нове покоління» цілющих матеріалів
Дослідження також виявило, що налаштування клітинної ручки змінює тип клітин, які можуть прикріплюватися і утримуватися на TrAP.
У свою чергу, це дозволяє TrAP виділяти персоналізовані регенеративні білки на основі клітин, які прикріплені до ручки.
Ця пристосованість до різних типів клітин означає, що методику можна застосовувати до різних типів ран - починаючи від переломів кісток і закінчуючи пошкодженнями рубцевих тканин, спричиненими інфарктами, та від пошкодження нервів до діабетичних виразок.
Нарешті, аптамери вже схвалені як лікарські засоби для клінічного використання людини, що може означати, що методика TrAP може стати широко доступною швидше, ніж пізніше.
"Технологія TrAP забезпечує гнучкий метод для створення матеріалів, які активно зв'язуються з раною, і надає ключові вказівки, коли і де вони потрібні", - пояснює Алмквіст.
"Цей тип інтелектуального, динамічного загоєння корисний на кожній фазі процесу загоєння, має потенціал збільшити шанс організму відновитись і широко застосовується на багатьох різних типах ран", - додає він.
Дослідник робить висновок: "[t] його технологія може слугувати провідником для відновлення рани, організовуючи різні клітини з часом, щоб спільно лікувати пошкоджені тканини".
"Наша технологія може допомогти випустити нове покоління матеріалів, які активно працюють із тканинами для сприяння загоєнню".
Бен Алмквіст, доктор філософії
