Биоинженеры НИТУ МИСИС создали новый гидрогель для быстрого заживления ран. В его основе — пищевой загуститель из водорослей, который помогает клеткам справиться с воспалением, возникающим сразу после травмы, рассказали в пресс-службе университета.
Как "работает" воспаление?
Воспалительная фаза заживления раны начинается сразу после повреждения кожи и может длиться от трех до пяти дней. Потом она переходит в восстановительную фазу. Воспаление нужно для очищения раны — без этого не начнется восстановление поврежденных тканей. Но процессу могут помешать микроорганизмы, инородные тела или проблемы с сосудами.
«
"Если воспаление затягивается, то в тканях накапливается слишком много активных форм кислорода, которые повреждают белки, липиды и другие молекулы в клетках. Этот окислительный стресс может привести к долгосрочным последствиям для здоровья человека", — рассказал участник проекта, доцент Института биомедицинской инженерии НИТУ МИСИС Никита Яббаров.
Особенно опасно затянувшееся воспаление при хронических повреждениях кожи.
Что сделали ученые?
Биоинженеры предложили средство, которое борется с окислительным стрессом и "оздоравливает" процесс заживления.
В основе гидрогеля — альгинат натрия. Его получают из бурых водорослей класса Phaeophyceae, и он давно используется в фармацевтике, пищевой и косметической промышленности.
Гидрогель для быстрого заживления ран, созданный в МИСИС
© Фото : пресс-служба НИТУ МИСИС/Сергей Гнусков
1 из 2
Гидрогель для быстрого заживления ран, созданный в МИСИС
© Фото : пресс-служба НИТУ МИСИС/Сергей Гнусков
2 из 2
Гидрогель для быстрого заживления ран, созданный в МИСИС
© Фото : пресс-служба НИТУ МИСИС/Сергей Гнусков
1 из 2
Гидрогель для быстрого заживления ран, созданный в МИСИС
© Фото : пресс-служба НИТУ МИСИС/Сергей Гнусков
2 из 2
А для "тушения" активных форм кислорода в гель добавлены вещества, которые работают как естественная ферментная защита организма.
«
"Активные формы кислорода в организме нейтрализуют некоторые ферменты, в том числе супероксиддисмутазу — мы добавили металлопорфирин, который работает точно так же. Для того чтобы как можно большее количество этого вещества попало в зону воспаления, мы поместили его в капсулы и внедрили в альгинатную матрицу", — добавил Яббаров.
Эффект на клетки иммунитета
Такой подход позволил сделать высвобождение металлопорфирина постепенным. Большая часть вещества контролируемо поступала в рану в течение первых суток после нанесения гидрогеля. А это самый критический период, когда клетки наиболее подвержены окислительному стрессу.
«
"Еще одним важным результатом стало влияние материала на иммунные клетки — макрофаги. Они играют ключевую роль в заживлении ран: одни их типы поддерживают воспаление, а другие, наоборот, способствуют восстановлению тканей. Разработанный гидрогель стимулировал переход макрофагов к прорегенеративному состоянию, которое связано с формированием новых тканей и завершением воспалительного процесса", — добавила исполнительница проекта, студентка Института биомедицинской инженерии НИТУ МИСИС Дарья Зиновьева.
Безопасно ли применение?
Эксперименты показали, что материал не оказывает токсического воздействия на клетки кожи человека. Их жизнеспособность оставалась высокой даже после нескольких суток контакта с гидрогелем. И сам гель сохранял целостность и стабильность всё это время.
По словам директора Института биомедицинской инженерии НИТУ МИСИС Федора Сенатова, новый гидрогель — только отправная точка. В будущем технология может лечь в основу биосовместимых ранозаживляющих покрытий для восстановления кожи и слизистых оболочек. Главная задача — одновременно контролировать воспаление, защищать клетки от окислительного повреждения и стимулировать естественные процессы регенерации.
© Фото : пресс-служба НИТУ МИСИС/Сергей Гнусков
Директор Института биомедицинской инженерии НИТУ МИСИС Федор Сенатов
Работа выполнена в рамках стратегического технологического проекта НИТУ МИСИС "Биомедицинская инженерия и биоматериалы" по программе "Приоритет-2030".