В России создали уникальные нановолокна для заживления ран
Нановолокна получены методом электроспиннинга — способом формирования полимерных волокон под действием электрического напряжения тока — на основе нативной гиалуроновой кислоты с внедренными в нее природными биологически активными веществами (БАВ) — куркумином и усниновой кислотой.
«Смесь этих трех компонентов придает новому материалу уникальный комплекс свойств: противоонкологических, антиоксидантных и противовоспалительных. Особое значение открытие имеет для медицины: например, оно может пригодиться в разработке эффективного лекарства от меланомы, которого до сих пор не существует», — рассказывает автор исследования Петр Снетков, аспирант факультета прикладной оптики и инженер научно-исследовательского центра биоинженерии.
Как отмечают авторы проекта, проблема гиалуроновой кислоты в том, что она не растворяется в органических жидкостях, а только в воде. При этом водные растворы из-за низкой скорости испарения воды, высокой вязкости и электропроводности крайне тяжело поддаются электроспиннингу. Для преодоления этого барьера есть различные методы: например, использование модифицирующих полимеров, таких как поливиниловый спирт или полиэтиленоксид. Однако содержание самой гиалуроновой кислоты в этих системах значительно ниже, чем содержание полимеров, что ставит под сомнение их эффективность.
Также часто в качестве со-растворителей используют токсичные вещества, которые в принципе не должны быть в медицинских приложениях, например, диметилформамид. Исследовали ИТМО же отметили, что «загрузка» БАВ производилась без применения катализирующих вредных агентов.
«В качестве со-растворителя мы взяли широко распространенный лекарственный препарат для наружного применения — диметилсульфоксид. Его включение сделало нановолокна не только абсолютно безопасными для здоровья, но также добавило им антисептический и анестезирующий эффект», — объясняет соавтор исследования Светлана Морозкина, доцент факультета прикладной оптики и инженер научно-исследовательского центра биоинженерии.
Сейчас ученые сосредоточены на разработке именно раневых покрытий, но подчеркивают, что технологию можно использовать в совершенно разных сферах — в том числе для создания искусственных сосудов и в качестве каркаса для выращивания искусственных тканей и органов. Также ученым удалось определить оптимальный диапазон концентраций гиалуроновой кислоты, что в перспективе позволит создать наночастицы для таргетной доставки лекарств к органу-мишени. Статья с результатами исследования опубликована в журнале Materials.
Университет ИТМО
Микрофотография волокон, полученных с использованием оптического микроскопа
На данный момент исследование переходит во вторую стадию — совершенствование методики и технологии, а также подбор оптимальных условий окружающей среды, обеспечивающих получение нановолокон с заданным комплексом эксплуатационных свойств, в частности, пористостью. Дальше начнется этап исследований in vitro — сначала на клеточных, а потом уже и на животных моделях. Завершить проект планируют через два года.
«В нашем исследовании важно добиться стабильности. Если мы говорим о раневых повязках, то они должны работать в любых, даже самых тяжелых условиях окружающей среды, в том числе при военных действиях. Дополнительным направлением проекта станет введение других БАВ, поскольку стратегия загрузки гидрофобных агентов в матрицу из гидрофильного полимера уже создана и отработана», — заключает директор научно-исследовательского центра биоинженерии, профессор Майя Успенская.
Материал предоставлен пресс-службой Университета ИТМО
