Решающий патч: хронические раны вылечат с помощью плазмы крови пациента
Российские ученые придумали методику ускоренного заживления хронических язв, которые не проходят более шести недель. Такие повреждения кожных покровов характерны в первую очередь для больных сахарным диабетом. Специалисты разработали специальные патчи, на которые предложили наносить состав, содержащий тромбоциты из плазмы пациента. Это элементы крови, которые отвечают за свертывание и заживление. Оказалось, что использование подобных накладок ускоряет регенерацию на 30%. Эксперты считают, что технология будет востребована в медицинской практике.
Полезная накладка
Ученые университета МИСИС и НИИ клинической и экспериментальной лимфологии (филиал Института цитологии и генетики СО РАН) создали патчи — накладки на определенную зону тела, предназначенные для заживления трофических ран. Так называют открытые, длительно (более шести недель) не заживающие раны на кожных покровах или слизистых оболочках, которые развиваются в результате омертвения тканей. Чаще всего патология наблюдается у больных сахарным диабетом. Процесс приобретает хроническое течение и с трудом поддается воздействию терапии.
В качестве лечебной составляющей ученые предложили наносить на полимерные патчи биоактивные компоненты из плазмы крови. Они установили, что с ее помощью в течение десяти дней затягивание ран ускоряется на 32,1%, а полное заживление с высоким процентом коллагеновых волокон происходит на 19-е сутки. Результаты были ранее опубликованы в международном журнале Plasma process and Polymers.
— Мы исследовали поликапролактоновые нановолокна, их поверхность была модифицирована лизатом (суспензия, которая образуется вследствие разрушения клеток. — «Известия»), полученным из богатой тромбоцитами плазмы крови. Он представляет собой естественный сбалансированный ансамбль факторов роста, компонентов внеклеточного матрикса и протеогликанов (сложных белков). Данная обработка активировала взаимодействие клеток, стимулировала их миграцию, пролиферацию и дифференцировку для скорейшего заживления раны, — рассказал соавтор исследования, заведующий лабораторией «In situ диагностика структурных превращений» центра самораспространяющегося высокотемпературного синтеза НИТУ МИСИС Филипп Кирюханцев-Корнеев.
Предлагаемая структура нановолокон в качестве основы тканеинженерной конструкции имитирует архитектонику природного внеклеточного матрикса, которая, в свою очередь, предотвращает формирование рубцовой ткани при заживлении.
Кровь от крови
Исследователи подчеркнули, что необработанные синтетические полимерные материалы в большинстве своем гидрофобны, то есть у них отсутствует склонность к взаимодействию с водной средой. Вследствие этого они плохо сцепляются с клетками. Для придания им гидрофильных характеристик требуется модификация их поверхности. Ученые провели плазменную обработку нановолокон и улучшили биосовместимость патчей.
В момент наложения на язву такой полимерной повязки на нее начинает влиять множество факторов (изменение рН, взаимодействие с жидкостями и клетками организма), поэтому важно присоединять биоактивные молекулы к поверхности материала, подчеркнул другой соавтор исследования, старший научный сотрудник лаборатории неорганических наноматериалов НИТУ МИСИС Антон Конопацкий.
— Мы исследовали стабильность полученных материалов в течение нескольких дней. Спустя восемь дней концентрация биоактивных соединений на поверхности сохранялась на уровне примерно 70% от начальной концентрации, — сказал он.
Активные соединения из богатой тромбоцитами плазмы крови, зафиксированные на полимерной подложке, значительно усилили пролиферацию и миграцию клеток, стимулировали работу макрофагов, что позволило регулировать иммунную реакцию раны и минимизировать процесс воспаления. Также было зафиксировано ускоренное формирование новых капилляров и эпителизация хронических ран.
Заветные материалы
Подход, основанный на использовании аутологичного материала (плазмы собственной крови пациента), и успешные эксперименты показали, что разрабатываемые материалы имеют высокие шансы на получение одобрения для их использования в лечебной практике. Внедрение в клинику матриксов, содержащих активные компоненты из плазмы крови, позволит значительно снизить стоимость лечения и улучшить качество жизни больных диабетическими и другими язвами.
— Как известно, основной компонент плазмы — альбумин. Этот белок крайне неустойчив в растворах при кислых рН. При более высоком рН (8,1) он стабилизируется, и его высвобождение более вероятно. Следовательно, процедуру фиксации активных соединений на поверхности материала можно использовать и для доставки терапевтических агентов с интеллектуально контролируемым высвобождением в зависимости от кислотности среды, — отметила младший научный сотрудник НИИ клинической и экспериментальной лимфологии Елизавета Пермякова.
Елизавета Пермякова и Филипп Кирюханцев-Корнеев в лаборатории, где проводят обработку патчей в плазменном реакторе
Авторы исследования успешно скомбинировали раневое покрытие на основе биополимеров и тромбоцитарные факторы, стимулирующие регенерацию, прокомментировала разработку директор НИИ биотехнологий СамГМУ Минздрава России профессор Лариса Волова.
— Применение таких патчей у пациентов с нарушениями трофики тканей различного генеза позволит повысить эффективность лечения в целом и снизить риск развития тяжелых трофических и инфекционных осложнений, — сказала она.
Проект поддержан грантом Российского научного фонда (проект № 18-75-10057). Часть этой работы выполнена в ходе реализации стратегического проекта НИТУ МИСИС «Биомедицинские материалы и биоинженерия» в рамках программы Минобрнауки РФ «Приоритет-2030».
