Гидрогель с аминокислотами — эффективное средство для лечения ран

Чтобы создать новый гель для ухода за ранами, исследователи использовали обычный гидрогель Gel-MA и создали несколько комбинаций, наполненных плазмой крови, богатой тромбоцитами (PRP) и полилизином (PL). Чтобы проверить способность геля бороться с бактериями, они добавили E. coli и S. aureus, бактерию, вызывающую стафилококковую инфекцию, и использовали сканирующую электронную микроскопию и подсчет чашек, чтобы определить лучшую комбинацию. Автор: Пейю Ян

Гидрогели популярны для использования при кожных заболеваниях и тканевой инженерии. Эти биосовместимые материалы на полимерной основе полезны благодаря своей способности удерживать воду, доставлять лекарства в раны и биоразлагаться. Однако они сложны в изготовлении и не очень устойчивы к внешним воздействиям, таким как трение об одежду, простыни или перевязочные материалы. Они также по своей природе не способны бороться с бактериальными инфекциями, поэтому в них часто вводят противомикробные препараты или ионы металлов, которые могут вызвать устойчивость к антибиотикам и негативно повлиять на рост клеток.

В статье, опубликованной в APL Materials, исследователи создали гидрогель, который легче синтезировать, который содержит свойства природного антибиотика и способствует росту клеток.

«У пациента с диабетом могут быть кожные раны, которые трудно заживают из-за метаболических заболеваний», — сказал автор Цзин Сунь. «Пациент может попытаться обработать раны местными лекарствами, такими как эритромицин, и поначалу это может быть эффективным, но в течение длительного периода времени оно может не облегчить симптомы. Это может быть связано с устойчивостью к антибиотикам».

Используя обычный гидрогель Gel-MA, они добавили аминокислоту полилизин и богатую тромбоцитами плазму крови, чтобы создать свойства, которые хорошо подходят для ухода за ранами. В результате гидрогель становится более прочным, расширяется в ране, держится дольше, убивает бактерии и создает здоровую среду для роста новых клеток.

«Гидрогель постоянно выделяет полилизин на поверхность раны и постоянно подавляет рост бактерий», — сказал Сан.

«Мы выбрали ε-полилизин, потому что он может подавлять рост бактерий и решать проблему злоупотребления антибиотиками, устойчивости к лекарствам, а также не влияет на пролиферацию и развитие клеток. Он также может конъюгироваться с метакрилатом желатина, который играет противомикробную роль и повышает механическую прочность гидрогеля».

В тестах с E. coli и S. aureus, бактерией, вызывающей стафилококковую инфекцию, гидрогель повредил клеточные мембраны бактерий и привел к гибели бактериальных клеток. Для здоровых клеток включение богатой тромбоцитами плазмы крови приводило к высвобождению факторов роста и увеличению количества жизнеспособных клеток.

«Самый интересный и захватывающий момент для меня был, когда мы смешали растворы полилизина и плазмы, богатой тромбоцитами, чтобы посмотреть, смогут ли они образовать гидрогель под УФ-облучением», — сказал Сан.

Эксперимент сработал, и гидрогель можно отверждать под УФ-лампой в течение 30 секунд вместо многократного замораживания и оттаивания в течение восьми часов.

«Как врач и исследователь в области дерматологии, я обязан предоставлять пациентам более качественные методы лечения», — сказал Сан. «Это решение поможет пациентам с хронически инфицированными ранами в сочетании с метаболическими заболеваниями, такими как диабет, недостаточность питания и другие заболевания, а также длительно прикованным к постели пациентам».

Источник: American Institute of Physics