Дослідники з Інституту біомедичних інновацій Терасакі розробили ін'єкційний гідрогель – гелеподібний матеріал на водній основі, виготовлений із протеїнів шовку та сполуки рослинного походження. У лабораторних умовах матеріал сприяв повному загоєнню ран протягом 72 годин, що вказує на потенційно новий підхід до малоінвазивного відновлення м'яких тканин.
Важкодоступні або рани, що повільно гояться, являють собою постійну проблему в медицині. Сучасні біоматеріали, розроблені для взаємодії з біологічними системами, часто вимагають хірургічного втручання для імплантації, не мають необхідної механічної гнучкості для відповідності м'яким тканинам або не підтримують активне зростання клітин. Новий матеріал поєднує в собі дві природні речовини. Перша - це фіброїн шовку (SF), протеїн з коконів шовковичного шовкопряда, який добре переноситься організмом. Друга — пуерарин (PUE), біоактивна сполука з кореня рослини кудзу, що має протизапальні та антиоксидантні властивості.
Команда систематично тестувала п'ять складів, що містять зростальну кількість пуерарину, від 1% до 5% у поєднанні з фіксованою концентрацією фіброїну шовку. У дослідженні, опублікованому в журналі ACS Omega, було встановлено, що пуерарин зміцнює гідрогелеву сітку внаслідок водневих зв'язків типу фізичного тяжіння між молекулами. Важливо, що цей процес змінює основну білкову структуру фіброїну шовку. Вищі концентрації пуерарину призводять до утворення більш щільних внутрішніх мереж та підвищення механічної стабільності. Матеріал також може проходити через тонку голку 27 калібру під тиском і відновлювати свою гелеподібну структуру після ін'єкції.
У лабораторних дослідженнях життєздатність клітин шкіри людини, підданих впливу гідрогелів, перевищувала 95% першого дня. Клітини, культивовані з використанням матеріалу, досягали повного закриття рани протягом 72 годин за всіх протестованих складів. Найвища концентрація пуерарину показала закриття рани приблизно на 60% протягом перших 24 годин. Ознак токсичності не спостерігалося в жодному з протестованих складів.
"Найбільше нас порадувало повне загоєння ран у всіх досліджених складах за 72 години. Цей результат, у поєднанні зі здатністю матеріалу вводитися через тонку голку, вказує на реальну клінічну значущість для застосування в м'яких тканинах", — сказала доктор Бруна В. Кеведо — запрошений науковий співробітник Інституту Терасакі та головний автор публікації.
"Ін'єкційні біоматеріали, які можна вводити через тонку голку та які при цьому сприяють відновленню тканин, потенційно можуть знизити навантаження на пацієнтів, пов'язане з інвазивними процедурами. Ця робота наближає нас на крок до цієї мети", — сказав доктор Менексе Ерміс Сен, науковий співробітник Інституту біомедичних інновацій Терасакі.
Це дослідження може сприяти розробці малоінвазивних методів лікування травм м'яких тканин і хронічних ран. Для підтвердження ефективності матеріалу в реальних фізіологічних умовах потрібні подальші дослідження на тваринних моделях.
