Живые бинты»: ученые НИТУ «МИСиС» создали биосовместимые противоожоговые нановолокна

Коллектив молодых ученых НИТУ «МИСиС» впервые в России представил новый терапевтический материал на основе нановолокон из поликапролактона, модифицированного тонкой пленкой с антибактериальным составом и компонентами плазмы человеческой крови. Биодеградируемые повязки из таких волокон в два раза ускоряют рост клеток тканей, что способствует нормальной регенерации поврежденных тканей, а также препятствуют образованию рубцов при сильных ожогах.

В регенеративной медицине, в частности в терапии ожогов, одной из основных задач является эффективное восстановление поврежденных тканей кожи и предотвращение образования рубцов. Рубцы образуются каждый раз, когда кожа подвергается сильному воздействию, не ограничивающемуся наружным слоем кожи, – будь то порез, ожог, кожное заболевание типа акне или грибковой инфекции.

Рубцовая ткань состоит преимущественно из однонаправленного коллагена и существенно отличается от тканей, которые она замещает, пониженными функциональными свойствами. Например, рубцы на коже более чувствительны к ультрафиолетовому излучению, не эластичны, в них не восстанавливаются потовые железы и волосяные фолликулы.

«Решение этой медицинской проблемы предложили сотрудники лаборатории «Неорганические наноматериалы» НИТУ «МИСиС» под руководством старшего научного сотрудника лаборатории, PhD Антона Манахова. Коллективу ученых удалось создать предотвращающие рубцевание и ускоряющие регенерацию тканей многослойные «бинты» из биодеградируемых волокон и мультифункциональных биоактивных нанопленок», – рассказала ректор НИТУ «МИСиС» Алевтина Черникова. Добавление антибактериального эффекта путем введения наночастиц серебра или присоединения антибиотика, а также увеличение биоактивности за счет нанесения на поверхность гидрофильных групп (-COOH) и белков плазмы крови обеспечило материалу уникальные заживляющие свойства.

При нанесении на травмированный участок повязки из разработанного материала наблюдается существенное ускорение процесса заживления, успешная регенерация нормальных покровных тканей кожи и предотвращение образования рубца на месте обожженного или поврежденного фрагмента. Антибактериальные компоненты мультифункциональных нановолокон снижают воспаление, а плазма крови с повышенным содержанием тромбоцитов – важнейшего и универсального для всех элемента в процессе заживления – стимулирует процесс регенерации тканей. Повязку в ходе лечения не нужно снимать и менять, причиняя дополнительную боль пациенту. После определенного срока биодеградируемое волокно просто «растворяется» в организме без побочного эффекта.

«Нам удалось с помощью химических связей создать устойчивый слой, содержащий компоненты плазмы крови (факторы роста, фибриногены и другие важнейшие белки, способствующие росту клеток) на поликапролактоновой подложке. Базовые волокна были синтезированы методом электроформования, – рассказывает один из участников проекта, сотрудник лаборатории Елизавета Пермякова. – Затем с помощью плазменной обработки на поверхность наносился полимерный слой, содержащий карбоксильные группы, с целью увеличить гидрофильные свойства материала. Полученный слой обогащался антибактериальным и белковыми компонентами».

На текущий момент группа разработчиков уже провела серию доклинических испытаний совместно с Научно-исследовательским институтом экспериментальной и клинической медицины в Новосибирске. Результаты in vitro показали, что при применении инновационных повязок процесс регенерации клеток ускорился в два раза. В ближайшее время коллектив ожидает результаты тестирования препарата in vivo.