Наноразмерные серебряные покрытия защищают раны от инфекций

Применение наноразмерных пленок, высвобождающих антибактериальное серебро, на искусственной коже позволяет уничтожать бактерии в глубоких кожных ранах у мышей.

Технологию разработала междисциплинарная группа исследователей из Университета Висконсин-Мэдисон, Университета Колорадо-Денвер и Калифорнийского университета в Дэвисе. Такие антибактериальные повязки в будущем могут помочь миллионам людей во всем мире, страдающим от серьезных ожогов или хронических ран.

Результаты описаны в статье, опубликованной в августовском номере 2012 года журнала Annals of Surgery.

В США около семи миллионов человек страдают от хронических ран или серьезных ожогов. Их восстановление часто проходит медленно, с рецидивами, длительной мучительной болью и постоянным риском инфицирования. Многие из них переносят многократные ежедневные перевязки, во время которых медсестры очищают раны и покрывают их марлей, пропитанной антимикробными агентами.

Примерно 20% пациентов сталкиваются с инфекцией в ранах. Инфицированные, трудно заживающие раны, такие как диабетические язвы стопы, могут привести к ампутации, говорит доктор Майкл Шурр, один из авторов статьи. «Главная проблема — это бактерии в ранах», — отмечает Шурр. «Если вы принимаете антибиотик в таблетках, он циркулирует по вашему телу, но не контактирует с поверхностью кожи. Поэтому мы движемся в сторону антибактериальных повязок».

Искусственная кожа, наносимая на раны или ожоги, способствует заживлению и снижает дискомфорт от ухода. Она состоит из двух слоев: нижний контактирует с раной и содержит биологические соединения, стимулирующие рост новых клеток кожи, а верхний служит защитным покрытием до заживления.

Хотя антимикробные агенты помогают уничтожать бактерии, их высокие концентрации токсичны для биологических компонентов искусственной кожи и замедляют процесс заживления.

Серебро эффективно как антимикробный агент, даже против устойчивых к лекарствам бактерий. Однако до сих пор не удавалось включить серебро в искусственную кожу, потому что традиционные методы, такие как погружное покрытие, слишком агрессивны для ее нежных биологических компонентов, говорит Анкит Агарвал, соавтор статьи. «Отрасль искала новые методы», — добавляет он.

Совместно с Николасом Эбботтом Агарвал разработал полимерные нанопленки, содержащие точное количество наночастиц серебра, которые высвобождаются в течение 10 дней. Вдохновившись методами электронной промышленности, исследователи также создали остроумный метод «штамповки» нанопленок на мягкий нижний слой коммерчески доступной искусственной кожи. «Многие повязки очень специализированы, — говорит Шурр. — Одно из преимуществ нанопленок в том, что они не меняют свойства повязок».

Однако нанопленки действительно уничтожают бактерии. Агарвал и Кэтлин Гатри протестировали искусственную кожу на мышах с глубокими кожными ранами, где удалены все слои кожи. Они добавили бактерии в раны и наложили искусственную кожу с нанопленками серебра и без них. Уже через три дня раны с обычной искусственной кожей оставались инфицированными, а раны с модифицированной серебром кожей содержали значительно меньше бактерий.

Это исследование подтверждает результаты предыдущих лабораторных работ команды. Теперь, в партнерстве с компаниями-производителями искусственной кожи, команда будет работать над клиническими испытаниями, а также определением конкретных областей применения — например, повязок для детей с ожогами, — где антимикробные раневые покрытия могут оказать наибольшее влияние. «Весь смысл здесь — улучшить уход за людьми с медицинскими проблемами, и этот процесс партнерства очень важен», — заключает Шурр.