Нановолоконные повязки заживляют раны и способствуют регенерации тканей

Исследователи из Школы инженерной и прикладной науки Гарварда Джона А. Полсона (SEAS) и Института биологической инженерии Wyss, разработали новые перевязочные материалы для раны, которые значительно ускоряют заживление и улучшают регенерацию тканей. Два разных типа нановолоконных повязок, описанных в отдельных статьях, используют естественные белки в растениях и животных для улучшения заживления и восстановления ткани.

«Наша система производства волокон была разработана специально для разработки терапевтических препаратов для ран полученных во время войны», — сказал Кит Паркер, профессор биологии и прикладной физики в SEAS и старший автор исследования. «Как солдат в Афганистане, я был свидетелем ужасных ран, и временами процесс заживления этих ран был ужасом для пострадавших. Это исследование — многолетняя работа многих людей в моей команде, чтобы помочь в решении этих проблем». Паркер также является основным преподавателем Института Wyss.

Самая последняя статья, опубликованная в Biomaterials, описывает раневую повязку, на основе эмбриональной ткани.

В конце 1970-х годов, когда ученые впервые начали изучать процесс заживления ран на ранней стадии развития человека, они обнаружили что-то неожиданное: раны, полученные плодом до третьего триместра, не оставляли шрамов. Это открыло ряд возможностей для регенеративной медицины. Но на протяжении десятилетий исследователи пытались воспроизвести эти уникальные свойства кожи плода.

В отличие от кожи взрослых, кожа плода имеет высокий уровень белка, называемого фибронектином, который собирается во внеклеточный матрикс и способствует связыванию клеток и адгезии. Фибронектин имеет две структуры: глобулярную, которая находится в крови и волокнистую, которая находится в ткани. Хотя фиброзный фибронектин наиболее перспективен для заживления ран, предыдущие исследования были сосредоточены на глобулярной структуре, отчасти потому, что производство волокнистого фибронектина было серьезным инженерным вызовом.

  Окситоцин усиливает реакцию матерей на лица младенцев

Но Паркер и его команда являются пионерами в области нанотехнологий.

Исследователи сделали волокнистый фибронектин, используя платформу для производства волокон под названием Rotary Jet-Spinning (RJS), разработанную Parker’s Bisease Biophysics Group. RJS работает как машина для производства ваты — жидкий полимерный раствор, в этом случае глобулярный фибронектин, растворенный в растворителе, загружается в резервуар и выталкивается через крошечное отверстие центробежной силой, когда устройство вращается.

Когда раствор выходит из резервуара, растворитель испаряется и полимеры затвердевают. Центробежная сила разворачивает глобулярный белок на небольшие тонкие волокна. Эти волокна — менее одного микрометра в диаметре — могут быть собраны для образования крупномасштабной раневой повязки.

«Повязка интегрируется в рану и действует как полезный каркас, рекрутируя различные стволовые клетки, которые важны для регенерации и помогают в процессе заживления, прежде чем впитываться в организм», — сказал Кристоф Чантр, аспирант в группе Biophysics Disease и первый автор статьи.

При тестировании «in vivo» исследователи обнаружили, что раны, обработанные фибронектиновой повязкой, продемонстрировали 84-процентную регенерацию ткани в течение 20 дней по сравнению с восстановлением на 55,6% в ранах, обработанных стандартной повязкой.

Исследователи также продемонстрировали, что раны, обработанные фибронектиновой повязкой, близки к нормальной эпидермальной толщине и дермальной архитектуре и даже обнаружили восстановление волосяных фолликулов — а это часто считается одной из самых больших проблем в области заживления ран.

  Ибупрофен лучше ослабляет зубную боль

«Это важный шаг вперед, — сказал Чантре. «Большинство работ по регенерации кожи на сегодняшний день связаны с комплексными обработками, сочетающими скаффолды (матрицы), клетки и даже факторы роста. Здесь мы смогли продемонстрировать восстановление тканей и регенерацию волосяного фолликула с использованием совершенно нового материального подхода, что имеет явные преимущества для клинического использования».

В другом документе, опубликованном в Advanced Healthcare Materials, группа Biophysics Disease продемонстрировала нановолокно на основе сои, которое также улучшает и способствует заживлению ран.

Соевый белок содержит как эстрогенподобные молекулы, которые, как было показано, ускоряют заживление ран, так и биоактивные молекулы, подобные тем, которые строят и поддерживают клетки человека.

«Обе технологии сои и фибронектиновых волокон обязаны иметь успех в репродуктивной медицине», — сказал Паркер.  «Во время женского цикла, когда уровень эстрогена высокий, порез заживет быстрее. Если вы сделаете операцию ребенку, все еще находящемся в утробе, у него не останется рубцов. Обе эти новые технологии уходят корнями в самую увлекательную из всех тем человеческой биологии — рождении новой человеческой жизни.»

Источник: ab-news.ru

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться для отправки комментария.