Учените проектират „умна“ техника за заздравяване на рани
Ново изследване, публикувано в списанието Разширени материали, проправя пътя за „ново поколение материали, които активно работят с тъкани, за да стимулират заздравяването на [раната]“.
Тъй като в Съединените щати се извършват все повече хирургични процедури, броят на инфекциите на мястото на хирургията също нараства.
Хроничните рани, които не зарастват - като тези, които се появяват при диабет - често приемат широк спектър от бактерии под формата на биофилм.
Такива биофилмови бактерии често са много устойчиви на лечение и антимикробната резистентност само увеличава възможността тези рани да се заразят.
Според последните оценки хроничните рани засягат приблизително 5,7 милиона души в САЩ. Някои хронични рани могат да доведат до ампутации, какъвто е случаят с диабетните язви.
На глобално ниво изследователите изчисляват, че на всеки 30 секунди хронична, незарастваща диабетна язва причинява ампутация.
В този контекст има остра нужда от иновативни, ефективни методи за заздравяване на рани. Ново изследване показва обещание в това отношение, тъй като учените са разработили молекула, която помага да се усвоят естествените лечебни сили на тялото.
Молекулите се наричат полезни натоварвания, активирани от тяговата сила (TrAPs). Те са фактори на растежа, които помагат на материали като колаген да взаимодействат с тъканите на тялото по-естествено.
Д-р Бен Алмквист, преподавател в катедрата по инженерство в Imperial College London в Обединеното кралство, ръководи новото изследване.
TrAP технология и заздравяване на рани
Материали като колаген често се използват за заздравяване на рани. Например, колагеновите гъби могат да лекуват наранявания от изгаряне, а колагеновите импланти могат да помогнат на костите да се регенерират.
Но как колагенът взаимодейства с тъканите? В така наречените импланти на скеле клетките се движат през структурата на колагена, дърпайки скелето заедно с тях. Това задейства лечебни протеини, като растежни фактори, които помагат на тъканта да се регенерира.
В новото проучване Almquist и екипът са проектирали молекули TrAP, за да пресъздадат този естествен процес. Учените „сгънаха“ нишките на ДНК в аптамери, които са триизмерни форми, които се свързват с протеини.
След това те проектираха „дръжка“ за захващане на клетките. Те прикрепиха клетки към единия край на дръжката и колагеново скеле към другия край.
Лабораторните тестове разкриха, че клетките влачат TrAPs, докато се движат през колагеновите импланти. На свой ред този активиран растежен протеин, който задейства оздравителния процес в тъканта.
Учените обясняват, че тази техника пресъздава лечебни процеси, съществуващи в целия природен свят. „Използването на клетъчно движение за активиране на изцелението се среща при същества, вариращи от морски гъби до хора“, казва Алмквист.
„Нашият подход ги имитира и активно работи с различните разновидности на клетките, които пристигат в нашата увредена тъкан с течение на времето, за да насърчат заздравяването“, добавя той.
„Ново поколение“ лечебни материали
Изследването също така разкри, че ощипването на клетъчната дръжка променя типа клетки, които могат да се прикрепят и задържат на TrAP.
На свой ред, това позволява на TrAP да освобождават персонализирани регенеративни протеини на базата на клетките, които са прикрепени към дръжката.
Тази адаптивност към различни видове клетки означава, че техниката може да бъде приложена към различни видове рани - вариращи от костни фрактури до наранявания на белези, причинени от инфаркти, и от увреждане на нервите до диабетни язви.
И накрая, аптамерите вече са одобрени като лекарства за клинична употреба при хора, което може да означава, че техниката TrAP може да стане широко достъпна по-скоро, отколкото по-късно.
„Технологията TrAP осигурява гъвкав метод за създаване на материали, които активно комуникират с раната и предоставят ключови инструкции, когато и къде са необходими“, обяснява Almquist.
„Този вид интелигентно, динамично заздравяване е полезно по време на всяка фаза на лечебния процес, има потенциал да увеличи шанса на тялото да се възстанови и има широкообхватни приложения върху много различни видове рани“, добавя той.
Изследователят заключава, „[t] неговата технология има потенциала да служи като проводник за възстановяване на рани, като организира различни клетки с течение на времето, за да работят заедно, за да излекуват увредените тъкани.“
„Нашата технология може да помогне за лансирането на ново поколение материали, които активно работят с тъканите, за да стимулират заздравяването.“
Бен Алмквист, д-р.
