Ученые разработали биоразлагаемые нетканые материалы для ускоренного заживления ран
Полученные «дышащие» композиты, отличающиеся контролируемой скоростью биоразложения и высокими антибактериальными свойствами, найдут применение в каркасах для регенеративной медицины и тканевой инженерии. Результаты исследования опубликованы в журнале Polymers, научный проект был поддержан Российским научным фондом.
Заживления ран – сложный, многоэтапный процесс, который может сопровождаться осложнениями. Несмотря на обилие методов лечения ран и множество перевязочных средств, разработка безопасных и эффективных материалов для регенеративной медицины, которые не требуют замены в течение всего периода заживления, остается актуальной задачей для исследователей. Перспективными в этой области считаются волокнистые материалы на основе биоразлагаемых полимеров и модифицирующих добавок. Исследователи подведомственных Минобрнауки России ИБХФ имени Н.М. Эмануэля РАН и РЭУ имени Г.В. Плеханова вместе с коллегами из МГУ имени М.В. Ломоносова разработали и протестировали новые биосовместимые нетканые материалы с высокими антибактериальными свойствами.
В ходе совместных исследований сотрудники лаборатории физико-химии композиций синтетических и природных полимеров ИБХФ РАН, базовой кафедры химии инновационных материалов и технологий РЭУ имени Г.В. Плеханова и научно-исследовательской лаборатории структуры полимеров кафедры высокомолекулярных соединений МГУ имени М.В. Ломоносова получили прочные и эффективные композиты, которые помогут в будущем создать «дышащие» материалы для дезинфекции ран и их ускоренного заживления. «Мы успешно завершили первый этап работы по созданию новых материалов для регенеративной медицины с уникальными свойствами, получив линейку материалов с контролируемой морфологией и высокой стабильностью к условиям внешней среды. Сейчас уже заверены исследования биосовместимости материалов in vitro (в пробирке) и мы приступаем к подготовке к исследованиям in vivo (внутри живого организма)», - рассказала Полина Тюбаева, ведущий научный сотрудник базовой кафедры химии инновационных материалов и технологий РЭУ им. Г.В. Плеханова. Ученые уже создали из полученного материала антимикробные повязки, компоненты которых способны останавливать кровотечение, а также имплантаты ахиллова сухожилия.
Среди важных отличительных характеристик композитов исследователи отмечают высокую пористость, хорошие механические и антибактериальные свойства, а также контролируемую скоростью биоразложения. «Главное преимущество наших материалов в том, что они найдут применение в персонифицированной медицине, а также позволят создавать универсальные ранозаживляющие материалы, благодаря возможности эффективно регулировать структурные особенности материала и, как следствие, его важнейшие свойства», - пояснила соавтор исследования Полина Тюбаева.
Научный коллектив создал композиты на основе полукристаллического биоразлагаемого поли-3-гидроксибутирата и природного железосодержащего порфирина гемина. Ученым удалось показать влияние структуры на устойчивость волокнистых материалов к условиям внешней среды, а также описать возможности направленной модификации полукристаллических полимеров для повышения их ценных свойств в эксплуатации. Поскольку полимеры и модифицирующие добавки имеют природное происхождение и отличаются высоким уровнем биосовместимости, их использование открывает широкие перспективы для создания экологичных ранозаживляющих материалов. Такие материалы имеют ряд преимуществ перед существующими на рынке аналогами, которые обусловлены возможностью направленной модификации нетканого слоя и изготовления широкой линейки ранозаживляющих средств с контролируемой пористостью, дополнительным изолирующим саморассасывающимся слоем. Также в таких композитах происходит постепенное высвобождение анестетиков, антибиотиков и других препаратов, в зависимости от типа раны и площади повреждения.