Nedávné studie vyvinuly nové obvazy na rány, které urychlují hojení a zlepšují regeneraci tkání v ranách.
Vědci objevili velmi důležitý aspekt hojení ran na konci 1970. let, kdy bylo pochopení tohoto procesu ve velmi rané fázi. Bylo vidět, že jakékoli rány, které utrpělo dítě před sedmým měsícem těhotenství nezanechaly žádné jizvy a v časném vývoji plodů dochází k rychlému menšímu hojení jizev. To vedlo vědce k pokusu znovu vytvořit nebo replikovat tyto jedinečné vlastnosti pokožky plodu, které by mohly být použity pro regenerační medicínu. Je známo, že pokožka plodu má velmi vysoké hladiny a protein nazývaný fibronektin. Tento protein fibronektin se obecně sestavuje do extracelulární matrice, která zase pomáhá nebo spíše podporuje buněčnou vazbu a adhezi. Jedinečné je, že tato vlastnost je velmi exkluzivní pro plod kůže a nenachází se v dospělých buňkách. Aby bylo možné tuto vlastnost dále rozvést, fibronektinový protein má dvě jedinečné struktury globulární a vláknitou. Kulovitá struktura, tj. ta kulovitého tvaru, se nachází v krvi, zatímco tkáně v těle jsou vláknité. Fibronektiny byly vždy považovány za potenciální dobré kandidáty hojení ran ale výroba vláknitých fibronektinů dosud zůstávala výzvou. V duálních studiích publikovaných nedávno vědci poskytli pohled na dva různé typy nanovlákno obvazy, které využívají přirozeně se vyskytující bílkoviny v rostlinách a zvířatech. Tyto obvazy jsou propagovány jako velmi účinné při hojení a opětovném růstu tkáně v ráně. Tyto současné studie se staly průkopníky možnosti vytváření a vývoje nanovláken pro hojení ran. Celá myšlenka autorů byla vytvořit obvazy s cílem vyvinout terapeutika na rány, zejména ty způsobené během války. Hojení takových ran je bolestivý proces a v současnosti dostupná terapeutika pro rány je nedostatečná.
V první studii publikované v Biomateriály, výzkumníci z Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) a Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering vyrobili vláknitý fibronektin na platformě zvané Rotary Jet-Spinning (RJS), vyvinuté ve vlastní režii.1. Popsali a obvaz na rány pomocí fetální tkáně. Proces ve dvou krocích byl přímočarý, při kterém se nejprve kapalný roztok polymeru (zde globulární fibronektin rozpuštěný v rozpouštědle) naplnil do zásobníku a při otáčení tohoto stroje je odstředivou silou vtlačen do malého otvoru. Když tento roztok opustí zásobník, rozpouštědlo se odpaří a polymery ztuhnou. Tato silná odstředivá síla rozvine globulární fibronektin do malých tenkých vláken (o průměru menším než jeden mikrometr). Tato vlákna mohou být sbírána obvazem nebo obvazy. Testování na zvířatech ukázalo, že rány ošetřené tímto novým fibronektinovým obvazem vykazovaly 2procentní obnovu kožní tkáně během pouhých 84 dnů, zatímco normální obvazy obnovily 20 procenta. Fungování tohoto obvazu bylo dobře vysvětleno. Obvaz se integruje do rány a funguje jako instruktážní lešení, které pak umožňuje různým kmenovým buňkám provádět nezbytnou regeneraci a napomáhat procesu hojení tkání v ráně. Materiál je nakonec absorbován tělem. Rány ošetřené tímto fibronektinovým obvazem mají velmi normální tloušťku epidermis a také dermální architekturu. Po zahojení rány dokonce v oblasti rány znovu zarostly vlasy. To je velký úspěch, protože opětovný růst vlasů zůstává jednou z hlavních výzev v oblasti hojení ran. Ve srovnání se standardními procesy regenerace kůže tento postup účinně opravoval tkáň a také regeneroval vlasový folikul s využitím schopnosti jediného materiálu. Je zřejmé, že takový přístup má významné výhody pro převedení výzkumu do skutečného použití. Tyto fibronektinové obvazy mohou být vhodné a užitečné pro malé rány, zejména na obličeji a rukou, kde je důležité zabránit jakémukoli zjizvení.
Ve své druhé studii publikované v pokročilý Zdravotní péče Materiály, výzkumníci vyvinuli nanovlákno na bázi sóji, které podporuje hojení ran2. Sójový protein obsahuje za prvé molekuly podobné estrogenu (u kterých bylo prokázáno, že urychlují hojení ran) a za druhé bioaktivní molekuly, které přispívají k budování a podpoře lidských buněk v těle. Tyto typy molekul se běžně používají v reprodukci lékařství. Je velmi zajímavé, že kdykoli jsou v těle ženy vyšší hladiny estrogenu, rychleji se jim hojí řezné rány nebo modřiny. To je důvod, proč se těhotné ženy hojí rychleji, protože mají tak vysoký estrogen. To je také důvod, proč nenarozené dítě v děloze vykazuje hojení ran bez jizev kvůli vysokým hladinám přítomného estrogenu. Výzkumníci použili stejný RJS ke spřádání ultratenkých sójových vláken do obvazů na rány. Tyto experimenty také ukázaly, že obvazy na rány na bázi sóji a celulózy vykazují o 72 procent vyšší a lepší hojení, ve srovnání s pouhými 21 procenty u ran bez tohoto obvazu ze sójového proteinu, což je činí mimořádně slibnými. Tyto obvazy jsou levné, a proto se optimálně hodí pro použití ve velkém měřítku, například pro popálené. Taková nákladově efektivní lešení jsou považována za zjevení a mají obrovský potenciál pro regenerační, zejména pro milice, obvazy pod záštitou technologie nanovláken. Harvardský úřad pro technologický rozvoj chránil duševní vlastnictví související s těmito projekty a zkoumá možnosti komercializace.
***
{Původní výzkumný dokument si můžete přečíst kliknutím na odkaz DOI uvedený níže v seznamu citovaných zdrojů}
Zdroje)
1. Chantre CO a kol. 2018. Fibronektinová nanovlákna ve výrobním měřítku podporují uzavření rány a opravu tkáně na dermálním myším modelu. Biomateriály. 166 (96). https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2018.03.006
2. Ahn S a kol. 2018. Sojové proteinové/celulózové nanovláknové lešení napodobující extracelulární matrici kůže pro lepší hojení ran. Pokročilé zdravotnické materiály. https://doi.org/10.1002/adhm.201701175
