Российские ученые представили новаторский биоматериал для лечения серьезных ран. В его основе лежит уникальная система полимерных микрокамер, которые, подобно миниатюрным ячейкам, содержат лекарственные препараты. Эти активные вещества высвобождаются точно в нужный момент, попадая непосредственно в поврежденные ткани. Такой подход значительно ускоряет процесс заживления, минимизирует образование рубцов и сокращает продолжительность пребывания пациентов в стационаре.
Принцип действия и состав
Разработкой занимались специалисты Исследовательского центра LIFT (Москва) совместно с коллегами. Они использовали биоразлагаемый полимер, который постепенно растворяется в ране, высвобождая активные компоненты. Из этого полимера были созданы упорядоченные массивы микрокамер, заполненные одним из двух биоактивных веществ: дубильной кислотой (природным антиоксидантом, уменьшающим воспаление) или перкарбонатом натрия (источником перекиси водорода, стимулирующим рост сосудов и подавляющим бактериальную активность).
Результаты этого исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в престижном журнале Applied Materials Today.
Значимость разработки и государственная поддержка
По словам Владимира Стародубова, научного руководителя Центрального научно-исследовательского института организации и информатизации здравоохранения Минздрава России, данный проект имеет высокий мировой уровень и обладает значительными перспективами для скорейшего внедрения в клиническую практику. Он также отметил возросшее внимание государства к развитию биологии, наук о жизни и медицине, подчеркнув, что эти направления составляют около 10% от общего числа заявок в РНФ.
Идея, лежащая в основе технологии
Профессор Сколтеха и научный директор НИЦ LIFT Глеб Сухоруков рассказал, что в течение последних двух десятилетий его работа была связана с капсулированием и доставкой медицинских препаратов. Главной проблемой оставалась сложность удержания мелких молекул большинства лекарств. «Мы нашли решение, разработав технологию микрокамер, которая позволяет эффективно удерживать активные вещества», — пояснил Сухоруков, сравнив принцип действия с «русскими пельменями», где «начинка» может быть любой.
Особенности материала
Для непосредственного контакта с раной исследователи применили тонкую функциональную гидрогелевую пленку, состоящую из желатина, глицерина и аминокапроновой кислоты. Эта комбинация, как объясняют ученые, придает материалу важные свойства:
- останавливает кровотечение;
- обладает эластичностью;
- способна удерживать влагу;
- надежно сцепляется с живыми тканями.
Широкие возможности применения
Алексей Ермаков, заведующий лабораторией Сеченовского университета и старший научный сотрудник центра LIFT, отметил, что этот биоматериал универсален и может быть использован на различных поверхностях, включая импланты, медицинские стенты и катетеры. Он идеально подходит для ситуаций, где требуется точная регулировка химического микроокружения для стимуляции клеточных процессов и пролонгированное высвобождение лекарственных средств.
«Мы можем с высокой точностью запрограммировать момент высвобождения веществ в организм. Возможно одновременное использование нескольких компонентов, каждый из которых будет выходить в строго определенное время: например, один на первой неделе заживления, а затем, через неделю, активируется высвобождение другого вещества из следующей серии камер», — объяснил Ермаков.
Он также подчеркнул, что технология основана на аддитивном производстве, что позволяет «печатать» биоматериал на различных поверхностях. Это особенно ценно в регенеративной медицине, где потребность в оперативной помощи часто бывает критической.
Перспективы и участники исследования
Медицинские специалисты единогласно сошлись во мнении, что внедрение этой системы в будущем позволит сократить время пребывания пациентов в больнице в 1,5–2 раза.
В работе над исследованием принимали участие ученые из Сколтеха, Саратовского государственного медицинского университета имени В.И. Разумовского, Первого Московского государственного медицинского университета имени И.М. Сеченова и Саратовского национального исследовательского государственного университета имени Н.Г. Чернышевского.
