Российские ученые разработали повязки для терапии диабетических язв
Инновационные повязки на основе органических полимеров и наночастиц серебра, стимулирующих заживление диабетических язв и хронических ран, удалось создать научному коллективу ученых НИТУ «МИСиС» и ИЦИГ СО РАН. Результаты работы опубликованы в международном научном журнале Pharmaceutics.
При сахарном диабете уровень глюкозы в крови остается высоким, это ухудшает
работу лейкоцитов – они не могут нормально функционировать, как следствие,
организм становится особо уязвим для инфекций. Кроме того, диабет влияет на
кровообращение, затрудняя доставку питательных веществ. Это приводит к
медленному заживлению ран, а также повышает вероятность развития осложнений в
виде присоединения инфекции. Хронические раны также наблюдаются у пациентов с
другими нарушениями обмена веществ (заболеваниями почек и печени, туберкулезом,
ВИЧ/СПИД и др.)
Для успешного заживления хронических ран или диабетических осложнений
необходимо обеспечить нескольких условий: удаление чрезмерного экссудата
(жидкости, выделяющейся в ткани при повреждениях), обеспечение доступа
необходимого количества кислорода к ране, создание влажной среды, соблюдение
стерильности.
Обеспечить совокупность этих условий современными средствами удается плохо:
согласно статистике 85% хирургических ампутаций являлись результатом
диабетической язвы стопы. В большинстве случаев терапия заключается просто в
замене повязок, из новых подходов эффективными считаются гидрогелевые патчи.
Для решения этой комплексной задачи коллектив материаловедов из НИТУ «МИСиС»
использовал вещества из класса полисахаридов – органических полимеров, которые
могут поглощать и удерживать водные растворы, в сотни раз превышающие их
собственный сухой вес.
«За основу мы взяли два вещества. Хитозан - хорошо известный углеводный
полимер, получаемый из хитинового покрова ракообразных, который имеет множество
потенциальных клинических применений благодаря своим антибактериальным,
антикоагулянтным, противоопухолевым и гемостатическим свойствам. Курдлан
представляет собой гомополисахарид из разряда β-глюканов и проявляет
положительное влияние на иммунную систему человека, оказывая противоопухолевое и
антимикробное действие», – рассказала автор исследования, научный сотрудник
лаборатории «Неорганические наноматериалы» НИТУ «МИСиС» Елизавета Пермякова.
Варьируя температуру, время нагрева и концентрацию полисахаридов, можно
получать биоматериалы различной прочности. В своем исследовании разработчики
синтезировали на основе хитозана и курдлана терапевтическое средство в виде
пены. Она была получена путем лиофилизации – мягкой сушки растворенной смеси,
при которой высушиваемый препарат замораживался, а потом помещался в вакуумную
камеру, где происходило удаление растворителя.
«Для усиления антибактериальных свойств и стимулирования иммунной системы в
смесь курдлан/хитозан в процессе полимеризации мы добавляли раствор нитрата
серебра, который впоследствии восстанавливался до наночастиц серебра под
действием УФ-облучения. Тесты in vivo на мышах с генетически детерминированным
сахарным диабетом 2 типа выявили повышенный эффект пены, модифицированной
серебром: она значительно ускоряет процесс регенерации по сравнению с чистой
пеной и контрольной группой», - добавила Елизавета Пермякова.
По словам авторов, полученное пенистое вещество обладает антибактериальными и
супер-абсорбирующими свойствами, позволяющими локализовать экссудат в виде геля,
обеспечивает хорошую оксигенацию поверхности раны и предотвращает бактериальную
инфекцию. Кроме того, наночастицы серебра в составе стимулируют иммунную
систему, что ускоряет процесс заживления.
В настоящее время коллектив завершает испытания полученного материала в
рамках доклинических исследований in vivo.