IJBM: Гидрогель на основе водорослей и газировки вылечит царапины и язвы

Кожа — самый большой и важный орган человеческого тела, служащий основным связующим звеном между внутренним и внешним миром. Она часто подвергается различным физическим повреждениям и ранам, включая порезы, царапины, инфекции и язвы.

К сожалению, с возрастом кожа становится все более хрупкой и все менее способной к самовосстановлению без посторонней помощи. Поскольку во многих странах наблюдается стремительный рост стареющего населения, потребность в лечении таких кожных ран привела к увеличению спроса на доступные и эффективные средства по уходу за ранами.

За последние несколько десятилетий гидрогели получили большое внимание для лечения кожных ран. При нанесении на рану эти специальные гели способствуют заживлению, впитывая выделяющуюся жидкость (экссудат) и сохраняя рану защищенной, хорошо увлажненной и насыщенной кислородом.

Однако большинство разработанных гидрогелей наделены адгезивными свойствами к кожным тканям, чтобы следить за их движением. Поскольку эти гидрогели липкие и прилипают к коже и ране, они растягивают и расширяют саму рану, когда набухают после впитывания экссудата. Это не только причиняет боль пользователю, но и повышает риск бактериальной инфекции из-за увеличения площади раны. Поэтому для создания гидрогелей, способных эффективно лечить раны, не нарушая процесса их заживления, необходимо экспериментировать с приготовлением гидрогелей на основе новых идей, используя при этом существующие свойства материалов.

На этом фоне группа исследователей из Токийского научного университета (TUS), Япония, предложила инновационный и высокоэффективный медицинский материал для лечения кожных ран. Как сообщается в их недавнем исследовании, опубликованном в International Journal of Biological Macromolecules, они разработали новый недорогой гидрогель на основе компонента, содержащегося в морских водорослях, и добились физических свойств, совершенно отличных от свойств обычных гидрогелей. Исследование возглавил Риота Тешима, студент магистратуры TUS. В исследовании также принимали участие доцент Сигехито Осава, г-жа Мики Йошикава, доцент Яёи Кавано, профессор Хиденори Оцука и профессор Такехиса Ханава, представляющие различные факультеты и отделения TUS.

Способ приготовления предлагаемого гидрогеля достаточно прост. Для его изготовления использовались альгинат, карбонат кальция и газированная вода. Альгинат — это биосовместимое вещество, которое можно получить из морских водорослей, растущих на пляже. Самое главное — он не прилипает к клеткам или тканям кожи. Благодаря особой структуре, образованной альгинатом и ионами кальция, а также защитному действию CO2 в газированной воде против окисления, полученный гидрогель не только демонстрировал идеальные условия pH и влажности для восстановления раны, но и значительно меньшую адгезию и набухание, по сравнению с другими коммерческими гидрогелевыми повязками для ран.

Исследователи проверили эффективность своего нового гидрогеля с помощью клеточных культур и мышиной модели, и в обоих случаях были получены отличные результаты.

Эксперименты на животных показали, что наш гидрогель обладает высоким терапевтическим эффектом и в то же время способен подавлять временное увеличение площади раны, вызываемое обычными клиническими препаратами, — отмечает г-н Тешима.

Это подтверждает нашу первоначальную гипотезу о том, что гели с низкой адгезией к коже и низкими набухающими свойствами отлично подходят в качестве перевязочных материалов, что является полной противоположностью общепринятым представлениям.

Стоит отметить, что альгинат может быть получен из морских водорослей — возобновляемого ресурса, который часто рассматривается как отходы прибрежных районов. Поскольку предлагаемый гидрогель не только недорог, но и биоразлагаем, эта разработка знаменует собой важный шаг на пути к будущему прогрессу в области устойчивой медицины.

Медицинским материалам все еще не хватает перспективы устойчивого развития, и мы считаем, что это исследование послужит ориентиром для разработки будущих медицинских материалов и приведет к устойчивому и недорогому лечению ран, — говорит г-н Тешима.

Более того, наши результаты помогут прояснить проблемы с гидрогелевыми составами, которые в настоящее время используются в клинической практике, и дадут новые рекомендации по разработке гелей для лечения ран следующего поколения.

15.12.2023