Vedci navrhujú „inteligentnú“ techniku hojenia rán
Nový výskum publikovaný v časopise Pokročilé materiály, pripravuje pôdu pre „novú generáciu materiálov, ktoré aktívne pracujú s tkanivami na podporu hojenia [rán]“.
Pretože sa v USA čoraz viac chirurgických zákrokov vykonáva, stúpa aj počet infekcií v mieste chirurgického zákroku.
Chronické rany, ktoré sa nehoja - ako napríklad tie, ktoré sa vyskytujú pri cukrovke - často hostia široké spektrum baktérií vo forme biofilmu.
Takéto biofilmové baktérie sú často veľmi odolné voči liečbe a antimikrobiálna rezistencia iba zvyšuje možnosť infekcie týchto rán.
Podľa nedávnych odhadov postihujú chronické rany približne 5,7 milióna ľudí v USA. Niektoré chronické rany môžu mať za následok amputácie, ako je to v prípade diabetických vredov.
Na globálnej úrovni vedci odhadujú, že každých 30 sekúnd spôsobuje chronický nehojaci sa diabetický vred amputáciu.
V tejto súvislosti existuje naliehavá potreba inovatívnych a účinných metód hojenia rán. Nový výskum ukazuje v tomto ohľade prísľub, pretože vedci vyvinuli molekulu, ktorá pomáha využívať prirodzené liečivé sily tela.
Molekuly sa nazývajú užitočné zaťaženie aktivované ťažnou silou (TrAPs). Sú to rastové faktory, ktoré pomáhajú materiálom ako je kolagén prirodzenejšie interagovať s tkanivami tela.
Nový výskum viedol Ben Almquist, Ph.D., lektor na inžinierskej katedre na Imperial College London vo Veľkej Británii.
Technológia TrAP a hojenie rán
Pri hojení rán sa často používajú materiály ako kolagén. Napríklad kolagénové špongie môžu liečiť popáleniny a kolagénové implantáty pomáhajú kostiam regenerovať.
Ako však kolagén interaguje s tkanivom? V takzvaných lešenárskych implantátoch sa bunky pohybujú cez kolagénovú štruktúru a lešenie spolu so sebou ťahajú. To spúšťa liečivé proteíny, ako sú rastové faktory, ktoré pomáhajú tkanivu regenerovať.
V novej štúdii Almquist a tím navrhli molekuly TrAP, aby znovu vytvorili tento prirodzený proces. Vedci „zložili“ reťazce DNA do aptamérov, čo sú trojrozmerné tvary, ktoré sa viažu na proteíny.
Potom navrhli „rukoväť“ na uchopenie buniek. Na jeden koniec rukoväte pripevnili bunky a na druhý koniec kolagénové lešenie.
Laboratórne testy odhalili, že bunky tiahli TrAPs, keď sa pohybovali cez kolagénové implantáty. To zase aktivovalo rastové proteíny, ktoré spustili proces hojenia v tkanive.
Vedci vysvetľujú, že táto technika obnovuje liečivé procesy, ktoré existujú v celom prírodnom svete. „Použitie bunkového pohybu na aktiváciu liečenia sa nachádza u tvorov od morských húb až po ľudí,“ hovorí Almquist.
„Náš prístup ich napodobňuje a aktívne pracuje s rôznymi odrodami buniek, ktoré sa časom dostanú do nášho poškodeného tkaniva, aby podporili hojenie,“ dodáva.
„Nová generácia“ liečivých materiálov
Výskum tiež odhalil, že vylepšením bunkovej rukoväte sa mení typ buniek, ktoré sa môžu pripojiť a držať na TrAPs.
To zase umožňuje, aby TrAP uvoľňovali personalizované regeneračné proteíny na základe buniek, ktoré sa pripojili k rukoväti.
Táto adaptabilita na rôzne typy buniek znamená, že túto techniku je možné aplikovať na rôzne typy rán - od zlomenín kostí až po poranenia jaziev po srdcových infarktoch a od poškodenia nervov po diabetické vredy.
Nakoniec sú aptaméry už schválené ako lieky na klinické použitie u ľudí, čo by mohlo znamenať, že technika TrAP môže byť skôr široko dostupná skôr ako neskôr.
„Technológia TrAP poskytuje flexibilnú metódu na vytváranie materiálov, ktoré aktívne komunikujú s ranou, a poskytujú kľúčové pokyny, kedykoľvek a kde sú potrebné,“ vysvetľuje Almquist.
„Tento druh inteligentného, dynamického hojenia je užitočný počas každej fázy procesu hojenia, má potenciál zvýšiť šancu tela na zotavenie a má rozsiahle využitie na rôzne typy rán,“ dodáva.
Vedec dospel k záveru, že „jeho technológia má potenciál slúžiť ako vodič na opravu rán, ktorý v priebehu času zorganizuje rôzne bunky, aby spolupracovali na hojení poškodených tkanív.“
"Naša technológia by mohla pomôcť uviesť na trh novú generáciu materiálov, ktoré aktívne pracujú s tkanivami na podpore liečenia."
Ben Almquist, Ph.D.
