123RF
Bioaktywne szkła krzemianowe istotne w leczeniu ran przewlekłych
Redaktor: Iwona Konarska
Data: 11.10.2022
Źródło: Homaeigohar S , Li M, Boccaccini AR Bioactive glass-based fibrous wound dressings Burns Trauma. 2022 Sep 28;10:tkac038. doi: 10.1093/burnst/tkac038
Międzynarodowy zespół naukowy opracował przegląd systematyczny wykorzystania bioaktywnego szkła krzemianowego (BG).
Jego pierwszym zastosowaniem po odkryciu przez Larry'ego Hencha w 1969 roku było wspomaganie regeneracji kości. Ostatnie badania, a także opisy przypadków wskazują, że BG z odpowiednio dobranymi kompozycjami składników czynnych ma korzystny wpływ na angiogenezę, immunogenność i leczenie infekcji bakteryjnych, więc zastosowanie rozszerzono na naprawę tkanek miękkich i gojenie ran.
Jak wynika z badań kohortowych i analizy przypadków, opatrunki na rany zawierające nanowłókna polimerowe wzmocnione cząstkami BG są skuteczne w gojeniu ran przewlekłych. Włókniste materiały opatrunkowe imitują fizyczną strukturę macierzy zewnątrzkomórkowej skóry i uwalniają biologicznie aktywne jony m.in. jony regeneracyjne, proangiogenne i antybakteryjne, m.in. boru, miedzi, cynku itp., które mogą wywoływać aktywność komórkową w celu regeneracji utraconej tkanki skórnej i indukowania tworzenia nowych naczyń, przy jednoczesnym utrzymaniu środowiska przeciw infekcjom.
Rynek tego typu materiałów opatrunkowych jest ogromny. Jak piszą autorzy publikacji, tylko w Wielkiej Brytanii 200 tys. pacjentów cierpi na ranę przewlekłą, spowodowaną wzrostem zachorowalności na cukrzycę i otyłość oraz wynikającą ze starzenia się populacji. 1–2 proc. światowej populacji doświadczy ran przewlekłych, a do 25 proc. pacjentów z cukrzycą rozwinie owrzodzenie. Aby zaradzić temu kryzysowi, oczekuje się, że globalny rynek zaawansowanego leczenia ran, w tym opatrunków na rany, wykaże wzrost wartości z 14,8 mld GBP w 2019 r. do 18,6 mld GBP do 2024 r. Istotne będą rozwiązania technologiczne, wśród których nowe formulacje bioaktywnego szkła krzemianowego odegrają istotną rolę.
Dla przykładu – struktura włóknista wykonana z 45S5 BG została wykorzystana do leczenia owrzodzeń tkanek miękkich i naprawy skóry. Ten materiał oparty na bioaktywnym szkle krzemianowym może zapewnić kontrolowane uwalnianie jonów i proces wymiany jonowej oraz indukuje tworzenie warstwy hydroksyapatytu (HA) po zanurzeniu w płynie ustrojowym. W rezultacie uzyskuje się lepsze warunki gojenia tkanek miękkich, takich jak skóra, poprzez aktywację i regulację czynników gojenia, w tym prekursora postaci krwiotwórczej antygenu (CD44), prekursora receptora czynnika wzrostu fibroblastów (N-sam), prekursora białka adhezji komórek naczyń, prekursora czynnika wzrostu śródbłonka naczyniowego (VEGF) i podjednostki beta receptora fibronektyny.
Pomimo wszystkich zalet, jakie BG wykazuje dla regeneracji kości i gojenia ran, takich jak tworzenie warstwy fosforanu wapnia w kontakcie z płynami fizjologicznymi, wzmacnianie osteointegracji i uwalnianie jonów terapeutycznych stymulujących różne szlaki komórkowe, jego zastosowanie jest ograniczone ze względu na niewystarczające właściwości mechaniczne.
Chcąc rozwiązać ten problem, BG połączono z biodegradowalnymi polimerami syntetycznymi lub naturalnymi, aby stworzyć plastyczne, ale bioaktywne kompozytowe nanowłókna, które mogą być potencjalnie stosowane jako materiał opatrunkowy na rany.
Autorzy badania wykazują, że szkła bioaktywne w postaci elastycznych nanowłókien mają do odegrania kluczową rolę zwłaszcza w gojeniu ran przewlekłych występujących przy cukrzycy typu 2, choć potrzebne są badania kohortowe na większych populacjach pacjentów w tym zakresie.
Opracowanie: Marek Meissner
Jak wynika z badań kohortowych i analizy przypadków, opatrunki na rany zawierające nanowłókna polimerowe wzmocnione cząstkami BG są skuteczne w gojeniu ran przewlekłych. Włókniste materiały opatrunkowe imitują fizyczną strukturę macierzy zewnątrzkomórkowej skóry i uwalniają biologicznie aktywne jony m.in. jony regeneracyjne, proangiogenne i antybakteryjne, m.in. boru, miedzi, cynku itp., które mogą wywoływać aktywność komórkową w celu regeneracji utraconej tkanki skórnej i indukowania tworzenia nowych naczyń, przy jednoczesnym utrzymaniu środowiska przeciw infekcjom.
Rynek tego typu materiałów opatrunkowych jest ogromny. Jak piszą autorzy publikacji, tylko w Wielkiej Brytanii 200 tys. pacjentów cierpi na ranę przewlekłą, spowodowaną wzrostem zachorowalności na cukrzycę i otyłość oraz wynikającą ze starzenia się populacji. 1–2 proc. światowej populacji doświadczy ran przewlekłych, a do 25 proc. pacjentów z cukrzycą rozwinie owrzodzenie. Aby zaradzić temu kryzysowi, oczekuje się, że globalny rynek zaawansowanego leczenia ran, w tym opatrunków na rany, wykaże wzrost wartości z 14,8 mld GBP w 2019 r. do 18,6 mld GBP do 2024 r. Istotne będą rozwiązania technologiczne, wśród których nowe formulacje bioaktywnego szkła krzemianowego odegrają istotną rolę.
Dla przykładu – struktura włóknista wykonana z 45S5 BG została wykorzystana do leczenia owrzodzeń tkanek miękkich i naprawy skóry. Ten materiał oparty na bioaktywnym szkle krzemianowym może zapewnić kontrolowane uwalnianie jonów i proces wymiany jonowej oraz indukuje tworzenie warstwy hydroksyapatytu (HA) po zanurzeniu w płynie ustrojowym. W rezultacie uzyskuje się lepsze warunki gojenia tkanek miękkich, takich jak skóra, poprzez aktywację i regulację czynników gojenia, w tym prekursora postaci krwiotwórczej antygenu (CD44), prekursora receptora czynnika wzrostu fibroblastów (N-sam), prekursora białka adhezji komórek naczyń, prekursora czynnika wzrostu śródbłonka naczyniowego (VEGF) i podjednostki beta receptora fibronektyny.
Pomimo wszystkich zalet, jakie BG wykazuje dla regeneracji kości i gojenia ran, takich jak tworzenie warstwy fosforanu wapnia w kontakcie z płynami fizjologicznymi, wzmacnianie osteointegracji i uwalnianie jonów terapeutycznych stymulujących różne szlaki komórkowe, jego zastosowanie jest ograniczone ze względu na niewystarczające właściwości mechaniczne.
Chcąc rozwiązać ten problem, BG połączono z biodegradowalnymi polimerami syntetycznymi lub naturalnymi, aby stworzyć plastyczne, ale bioaktywne kompozytowe nanowłókna, które mogą być potencjalnie stosowane jako materiał opatrunkowy na rany.
Autorzy badania wykazują, że szkła bioaktywne w postaci elastycznych nanowłókien mają do odegrania kluczową rolę zwłaszcza w gojeniu ran przewlekłych występujących przy cukrzycy typu 2, choć potrzebne są badania kohortowe na większych populacjach pacjentów w tym zakresie.
Opracowanie: Marek Meissner
