«Живые бинты»: ученые НИТУ «МИСиС» создали биосовместимые противоожоговые нановолокна
Коллектив молодых ученых НИТУ «МИСиС» впервые в России представил новый терапевтический материал на основе нановолокон из поликапролактона, модифицированного тонкой пленкой с антибактериальным составом и компонентами плазмы человеческой крови. Биодеградируемые повязки из таких волокон в два раза ускоряют рост клеток тканей, что способствует нормальной регенерации поврежденных тканей, а также препятствуют образованию рубцов при сильных ожогах
В регенеративной медицине, в частности в терапии ожогов, одной из основных задач является эффективное восстановление поврежденных тканей кожи и предотвращение образования рубцов. Рубцы образуются каждый раз, когда кожа подвергается сильному воздействию, не ограничивающемуся наружным слоем кожи, – будь то порез, ожог, кожное заболевание типа акне или грибковой инфекции.
Рубцовая ткань состоит преимущественно из однонаправленного коллагена и существенно отличается от тканей, которые она замещает, пониженными функциональными свойствами. Например, рубцы на коже более чувствительны к ультрафиолетовому излучению, не эластичны, в них не восстанавливаются потовые железы и волосяные фолликулы.
«Решение этой медицинской проблемы предложили сотрудники лаборатории «Неорганические наноматериалы» НИТУ «МИСиС» под руководством старшего научного сотрудника лаборатории, PhD Антона Манахова. Коллективу ученых удалось создать предотвращающие рубцевание и ускоряющие регенерацию тканей многослойные «бинты» из биодеградируемых волокон и мультифункциональных биоактивных нанопленок», – рассказала ректор НИТУ «МИСиС» Алевтина Черникова. Добавление антибактериального эффекта путем введения наночастиц серебра или присоединения антибиотика, а также увеличение биоактивности за счет нанесения на поверхность гидрофильных групп (-COOH) и белков плазмы крови обеспечило материалу уникальные заживляющие свойства.
При нанесении на травмированный участок повязки из разработанного материала наблюдается существенное ускорение процесса заживления, успешная регенерация нормальных покровных тканей кожи и предотвращение образования рубца на месте обожженного или поврежденного фрагмента. Антибактериальные компоненты мультифункциональных нановолокон снижают воспаление, а плазма крови с повышенным содержанием тромбоцитов – важнейшего и универсального для всех элемента в процессе заживления – стимулирует процесс регенерации тканей. Повязку в ходе лечения не нужно снимать и менять, причиняя дополнительную боль пациенту. После определенного срока биодеградируемое волокно просто «растворяется» в организме без побочного эффекта.
«Нам удалось с помощью химических связей создать устойчивый слой, содержащий компоненты плазмы крови (факторы роста, фибриногены и другие важнейшие белки, способствующие росту клеток) на поликапролактоновой подложке. Базовые волокна были синтезированы методом электроформования, – рассказывает один из участников проекта, сотрудник лаборатории Елизавета Пермякова. – Затем с помощью плазменной обработки на поверхность наносился полимерный слой, содержащий карбоксильные группы, с целью увеличить гидрофильные свойства материала. Полученный слой обогащался антибактериальным и белковыми компонентами».
На текущий момент группа разработчиков уже провела серию доклинических испытаний совместно с Научно-исследовательским институтом экспериментальной и клинической медицины в Новосибирске. Результаты in vitro показали, что при применении инновационных повязок процесс регенерации клеток ускорился в два раза. В ближайшее время коллектив ожидает результаты тестирования препарата in vivo.
Справка о НИТУ «МИСиС»
НИТУ «МИСиС» – это один из наиболее динамично развивающихся научно-образовательных центров страны. Находясь в числе лидеров технологического образования России, НИТУ «МИСиС» также представляет собой полноценный научный центр. В 2017 году университет укрепил свои позиции в ведущих международных образовательных рейтингах, заняв позицию 601+ в THE World University Rankings и 501-550 в QS World University Rankings. Также в 2017 году НИТУ «МИСиС» впервые вошел в предметные рейтинги THE, QS и ARWU сразу по шести направлениям, заняв 31-е место в мире в рейтинге «Инжиниринг – Горное дело» и войдя в ТОП-100 в категории «Инжиниринг – Металлургия».
Стратегическая цель НИТУ «МИСиС» к 2020 году укрепить лидерство по направлениям специализации: материаловедение, металлургия и горное дело, а также существенно усилить свои позиции в сфере биоматериалов, нано- и ИТ-технологий. В состав университета входит 9 институтов, 5 филиалов – четыре в России и один за рубежом. В НИТУ «МИСиС» обучаются более 17000 студентов. В университете действуют более 30 лабораторий и 3 инжиниринговых центра мирового уровня, в которых работают ведущие международные ученые. НИТУ «МИСиС» успешно реализует совместные проекты с крупнейшими российскими и зарубежными высокотехнологичными компаниями.
