Lubelscy naukowcy opracowali innowacyjne materiały opatrunkowe
Naukowcy z Uniwersytetu Medycznego w Lublinie pod kierunkiem dr hab. Agaty Przekory-Kuśmierz otrzymali patenty na nowatorskie opatrunki w formie hydrożelu oraz pianki, przeznaczone do wykorzystania w medycynie regeneracyjnej. Opatentowane materiały bazują na kurdlanie, będącym liniowym, nierozpuszczalnym w wodzie β-1,3-glukanem. Substancja ta wykazuje zdolność wspierania procesów regeneracyjnych skóry.
Świeżo opatentowane materiały opatrunkowe zostały opracowane z myślą o ranach wysiękowych, czyli takich, które wydzielają płyn. Tego typu uszkodzenia goją się niezwykle trudno. Są to często rany przewlekłe, powstające w konsekwencji odleżyn, poważnych oparzeń czy cukrzycy (zespół stopy cukrzycowej). Innowacyjność opracowanych w Lublinie opatrunków polega przede wszystkim na ich składzie chemicznym. Struktura materiału bazuje na dwóch polimerach, agarozie i kurdlanie, powszechnie wykorzystywanych w inżynierii biomateriałowej i przemyśle spożywczym. Substancje te mają pochodzenie naturalne i nie wykazują toksyczności.
Na czym polegają badania nad innowacyjnymi materiałami opatrunkowymi?
Prace badawcze nad innowacyjnymi materiałami opatrunkowymi trwały cztery lata. Wynalazki przeszły już przedkliniczne testy in vitro na hodowlach ludzkich komórek skóry. Otrzymane wyniki są obiecujące. Obecnie zespół badawczy planuje rozpoczęcie prób zastosowania opatrunków w leczeniu trudno gojących się ran u zwierząt domowych (leczenie eksperymentalne). Poprosiliśmy mgr. Vladyslava Vivcharenko, naukowca z zespołu zajmującego się nowatorskimi opatrunkami, aby opowiedział naszej redakcji o tym, na czym polega jego praca badawcza: – Badania prowadzone przeze mnie dotyczą produkcji oraz oceny potencjału biologicznego biomateriałów na bazie agarozy, kurdlanu i chitozanu. Biomateriały były wytwarzane, stosując różne metody, dzięki czemu udało się otrzymać kilka wariantów opatrunków, zarówno typu hydrożelowego, jak i piankowego. Przeprowadzone badania wykazały, że biomateriały nie są toksyczne dla komórek skóry ludzkiej. Dzięki temu mogą one zostać wykorzystane na dwa sposoby: jako opatrunki hydrożelowe lub piankowe zapewniające odpowiednią wilgotność i pH w miejscu rany oraz jako sztuczne substytuty skóry zasiedlone komórkami pobranymi od pacjenta. Wyprodukowany biomateriał, który wykazuje duży potencjał jako tzw. sztuczny substytut skóry, jest elastyczny, giętki oraz biodegradowalny, co świadczy o tym, że może on stopniowo być zastępowany przez nowo powstałą tkankę pacjenta. Jestem w stanie dopasować grubość materiału na etapie produkcji do rodzaju i głębokości rany. Znaczenie ma również to, że pH materiału jest poniżej 6, co zapewnia odpowiednie warunki dla regeneracji tkanek.
Co wyróżnia nowatorskie opatrunki?
Struktura nowatorskich opatrunków bazujących na liniowym β-1,3-glukanie charakteryzuje się wysoką biokompatybilnością, a co z tym się wiąże – brakiem immunogenności. Materiał piankowy wykazuje również dużą zdolność absorpcji wysięku z rany. Dodatkową zaletą opatrunków jest to, że ulegają biodegradacji. Piankowa i hydrożelowa struktura opatrunków ułatwia utrzymanie odpowiedniej wilgotności, co wspiera procesy regeneracyjne zachodzące w ranie. Chodzi tutaj przede wszystkim o stymulację migracji naskórka oraz wspieranie syntezy tkanki łącznej. Obecna w materiałach opatrunkowych agaroza występuje naturalnie w algach morskich. Organizmy te wykorzystują tę substancję do zatrzymywania wilgoci w plechach. W podobny sposób agaroza chroni opatrunki przed wysychaniem. Wykorzystane polimery posiadają jeszcze jedną ważną zaletę: są bardzo dobrymi nośnikami leków. Dzięki temu nowatorskie opatrunki mogą wspierać transport substancji bioaktywnych, takich jak antybiotyki czy witaminy, bezpośrednio do rany. Leki są uwalniane z materiału opatrunkowego po kontakcie z wysiękiem. Umożliwia to przyspieszenie regeneracji oraz hamowanie stanów zapalnych.
Na czym polegają badania nad innowacyjnymi materiałami opatrunkowymi?
Prace badawcze nad innowacyjnymi materiałami opatrunkowymi trwały cztery lata. Wynalazki przeszły już przedkliniczne testy in vitro na hodowlach ludzkich komórek skóry. Otrzymane wyniki są obiecujące. Obecnie zespół badawczy planuje rozpoczęcie prób zastosowania opatrunków w leczeniu trudno gojących się ran u zwierząt domowych (leczenie eksperymentalne). Poprosiliśmy mgr. Vladyslava Vivcharenko, naukowca z zespołu zajmującego się nowatorskimi opatrunkami, aby opowiedział naszej redakcji o tym, na czym polega jego praca badawcza: – Badania prowadzone przeze mnie dotyczą produkcji oraz oceny potencjału biologicznego biomateriałów na bazie agarozy, kurdlanu i chitozanu. Biomateriały były wytwarzane, stosując różne metody, dzięki czemu udało się otrzymać kilka wariantów opatrunków, zarówno typu hydrożelowego, jak i piankowego. Przeprowadzone badania wykazały, że biomateriały nie są toksyczne dla komórek skóry ludzkiej. Dzięki temu mogą one zostać wykorzystane na dwa sposoby: jako opatrunki hydrożelowe lub piankowe zapewniające odpowiednią wilgotność i pH w miejscu rany oraz jako sztuczne substytuty skóry zasiedlone komórkami pobranymi od pacjenta. Wyprodukowany biomateriał, który wykazuje duży potencjał jako tzw. sztuczny substytut skóry, jest elastyczny, giętki oraz biodegradowalny, co świadczy o tym, że może on stopniowo być zastępowany przez nowo powstałą tkankę pacjenta. Jestem w stanie dopasować grubość materiału na etapie produkcji do rodzaju i głębokości rany. Znaczenie ma również to, że pH materiału jest poniżej 6, co zapewnia odpowiednie warunki dla regeneracji tkanek.
Co wyróżnia nowatorskie opatrunki?
Struktura nowatorskich opatrunków bazujących na liniowym β-1,3-glukanie charakteryzuje się wysoką biokompatybilnością, a co z tym się wiąże – brakiem immunogenności. Materiał piankowy wykazuje również dużą zdolność absorpcji wysięku z rany. Dodatkową zaletą opatrunków jest to, że ulegają biodegradacji. Piankowa i hydrożelowa struktura opatrunków ułatwia utrzymanie odpowiedniej wilgotności, co wspiera procesy regeneracyjne zachodzące w ranie. Chodzi tutaj przede wszystkim o stymulację migracji naskórka oraz wspieranie syntezy tkanki łącznej. Obecna w materiałach opatrunkowych agaroza występuje naturalnie w algach morskich. Organizmy te wykorzystują tę substancję do zatrzymywania wilgoci w plechach. W podobny sposób agaroza chroni opatrunki przed wysychaniem. Wykorzystane polimery posiadają jeszcze jedną ważną zaletę: są bardzo dobrymi nośnikami leków. Dzięki temu nowatorskie opatrunki mogą wspierać transport substancji bioaktywnych, takich jak antybiotyki czy witaminy, bezpośrednio do rany. Leki są uwalniane z materiału opatrunkowego po kontakcie z wysiękiem. Umożliwia to przyspieszenie regeneracji oraz hamowanie stanów zapalnych.
