Как разработка украинских ученых изменит медицину: гидрогель с Национальной академии наук Украины
Бактериальный гидрогель способен эффективно покрывать ожоги и пораженную ткань, способствуя ее заживлению
В то время, как в MIT разрабатывают защитную кожу, исследователи Института молекулярной биологии и генетики (ИМБГ) НАН Украины создали серию натуральных гидрогелей, которые идеально сочетаются с биологической тканью. Проект исследования происходит в рамках гранта Национальной академии наук Украины и Министерства Обороны, при тесном сотрудничестве с Научно-исследовательским институтом проблем военной медицины.
"Бактериальная наноцелюлоза" рассчитана на применение не только в клинических, но и в полевых условиях. В этом контексте появление такого материала в стенах Национальной академии наук Украины имеет чрезвычайное значение для лечения ожогов и повреждений тканей - все это, к сожалению, очень часто встречается у раненых солдат, участвующих в боевых действиях.
Натуральный гидрогель, который производится особыми бактериями, ведет себя дружественно к биологической тканью, поэтому может эффективно использоваться при ожогах 2-й степени, а также обеспечивать эффективную доставку растворов лекарственных средств прямо к пораженной зоне одновременно защищая и увлажняя ее.
«МЕДИЦЕЛ»
На фото вверху: слева - процесс биосинтеза натурального гидрогеля; справа - полученный в результате синтеза слоистый материал с большой удельной площадью поверхности. На фото внизу: микропористая волокнистая структура бактериальной наноцелюлозы (вид под электронным микроскопом).
Слово "бактериальная" непосредственно связано с тем, как производят основу для Медицел. Натуральный гидрогель ученые синтезируют с помощью живых бактерий, одними из которых являются Komagataeibacter. Полученная структура биологического материала имеет большую удельную площадь, поэтому гидрогель эффективно удерживает до 99% влаги и обеспечивает "дыхание".
Таких разработок, как у нас несколько. Наш продукт - это продукт синтеза бактерий, поэтому он чрезвычайно дешевый, он просто производится, и в этом заключается его преимущество. - рассказала Sciece Ukraine Наталья Козировская, старший научный сотрудник Лаборатории микробной экологии ИМБГ и главный автор разработки - Целлюлоза нейтральная, ее можно оставлять, она не вызывает никаких иммунных реакции.
Технология производства бактериальной наноцелюлозы также позволяет при необходимости манипулировать ее структурой, культивируя тот или иной вид бактерий. Поэтому вопрос модификации с целью получения новых свойств медицелу остается одним из приоритетных направлений исследования украинских ученых.
Возможности разработанного медицинского средства, мягко говоря, трудно переоценить: натуральный гидрогель может стать временным заменителем кожи и практическим каналом транспортировки лекарств в пораженной ткани, и все это без риска отторжения или воспаления.
Скажем, в медицине из целлюлозы делают скафолды, такие макеты, из которых можно создавать кости и органы, засевая макеты или стволовыми клетками, или создавать такие условия, чтобы работали не клетки, а лишь их везикулы (ред. - составляющие биологических клеток, органеллы) - добавила Козировская.
Сделаем микс
Когда исследователи отшлифовали технологию получения натуральной наноцелюлозы, были разработаны новые прототипы. Как отмечают ученые, сам по себе "Медицел" не проявляет антибактериального действия, однако нужные свойства можно легко получить, добавив необходимую медицинскую составляющую в композит. Для послеоперационного восстановления поврежденных участков был разработан "Ионоцел" - композит наноцелюлозы с Микроцид, а для заживления застарелых ран - "Изацел" с метисазон.
Другие вариации - "Капроцел" и "Шикоцел" должны эффективно бороться с открытыми ранами и ожогами соответственно.
Кроме клинических и полевых случаев, новый натуральный гидрогель может пригодиться косметической отрасли, в частности для увлажнения и лечения кожных заболеваний. Однако многие не заметили, что эта штука должна быть в аптечке не только каждого солдата, но и в каждом доме: только подумайте, как можно спасать от ожогов себя и детей.
Гидрогель
Искусственные гидрогели известны науке достаточно давно. Гидрогель представляет собой сеть гидрофильных (поглощают жидкость) полимерных цепей. Иногда они встречаются в виде коллоидного геля, в котором вода находится в дисперсии. Гидрогели имеют высокую абсорбционную способность (они могут содержать более 90% воды). Они также очень гибкие и похожи на натуральные ткани, через значительное содержание воды.
Планируется, что серия "Медицел" попадет в военных аптечеки, когда завершатся все клинические испытания. Между тем можно считать, что бактериальный гидрогель с НАНУ приближает нас еще на один шаг к развитой регенеративной медицины, которая получила большой толчок на Западе. Однако, чтобы это стало реальностью в Украине, отмечают ученые, нужно преодолеть законодательные барьеры и предоставить области финансирования.
