Нановолоконные повязки для регенерации тканей: вдохновение растениями и плодом
Исследователи из Гарвардской школы инженерии и прикладных наук (SEAS) и Института биологически инспирированной инженерии Висса разработали новые раневые покрытия, которые значительно ускоряют заживление и улучшают регенерацию тканей. Два разных типа нановолоконных повязок, описанных в отдельных статьях, используют природные белки растений и животных.
Повязка на основе фибронектина: принцип заживления плода
Исследование, опубликованное в Biomaterials, описывает повязку, вдохновленную тканями плода. Установлено, что раны, полученные до третьего триместра, не оставляют шрамов, что связано с высоким уровнем белка фибронектина в коже плода.
- Задача: Воспроизвести волокнистую форму фибронектина, наиболее перспективную для заживления, было сложной инженерной задачей.
- Решение: Использование платформы Rotary Jet-Spinning (RJS). Подобно машине для производства сахарной ваты, центробежная сила разворачивает глобулярный фибронектин в тонкие волокна диаметром менее одного микрометра.
- Результаты in vivo: Раны, обработанные такой повязкой, показали 84% восстановления ткани за 20 дней (против 55,6% со стандартной повязкой). Отмечено восстановление нормальной толщины эпидермиса, архитектуры дермы и даже регенерация волосяных фолликулов.
"Повязка интегрируется в рану и действует как каркас, рекрутируя стволовые клетки... Это явное преимущество для клинического применения", — отметил первый автор работы Кристоф Шантр.
Соевая нановолоконная повязка: гормональный эффект
В статье в Advanced Healthcare Materials группа описала соевую нановолоконную повязку. Соевый белок содержит молекулы, подобные эстрогену (ускоряют заживление), и биоактивные молекулы, поддерживающие клетки человека.
- Технология: Аналогично, с помощью RJS были созданы ультратонкие волокна из сои.
- Результаты: Соево-целлюлозная повязка продемонстрировала увеличение заживления на 72% по сравнению с отсутствием повязки и на 21% — по сравнению с повязкой без соевого белка.
"Эти одноэтапные, экономически эффективные каркасы могут стать следующим поколением регенеративных повязок", — заявил первый автор работы Сынкук Ан.
Перспективы применения
Оба типа повязок имеют разные преимущества:
- Соевые нановолокна (ацетат целлюлозы и гидролизат соевого белка) — недороги, подходят для крупномасштабного использования (например, при ожогах).
- Повязки из фибронектина — могут применяться для небольших ран на лице и руках, где важна профилактика рубцевания.
"Обе технологии обязаны своим успехом наблюдательности в репродуктивной медицине... Они уходят корнями в самую увлекательную тему человеческой биологии — то, как мы размножаемся", — подчеркнул старший автор исследования Кит Паркер.