Российские ученые создали антибактериальные биоповязки из нановолокна
Новое волокно для антисептических раневых повязок, которое позволит избежать осложнений у пациентов в послеоперационный период, создали ученые из Университета МИСИС и Сколковского института науки и технологий. Сверхтонкие нити получили из различных полимеров методом электропрядения.
На протяжении четырех лет специалисты исследовали взаимодействие полимеров (ПВА-ПЭГ-SiO2) с оболочкой, полученной из поливинилового спирта и оксида графена (ПВА-GO). В качестве средства, обеспечивающего устойчивую антибактериальную активность в отношении золотистого стафилококка, использовался диглюконат хлоргексидина. Доказано, что сшивание GO и SiO2 при контакте с влагой инициирует переход волокнистого композита в гидрогель, высвобождая лекарство. Результаты опубликованы в международном научном журнале International Journal of Molecular Sciences (Q1).
Одной из проблем заживления ран является образование плотной биопленки в результате воспаления, вызванного чаще всего золотистым стафилококком. Хронические диабетические язвы, сложные ожоги, зубные и перипротезные инфекции весьма чувствительны к бактериальной активности, которая с каждым годом все труднее поддается лечению из-за возрастающей антибиотикорезистентности. Поэтому одним из наиболее перспективных направлений является волокно–гидрогель и разработка на его основе биорезорбируемого ранозаживляющего композита.
Биоактивные молекулы могут изначально присутствовать в составе полимерного раствора, из которых получается волокно. Также лекарственные добавки можно вносить уже в готовую массу. Это позволяет создавать широкий спектр медицинских средств на основе новой разработки.
Гидрофильные полимеры способствуют заживлению, так как поддерживают оптимальный уровень влажности для достаточной миграции клеток и активности эпителиальных клеток в раневом ложе. Регулирование выделения экссудата из раны также является важным условием регенерации тканей. Новаторским решением стало добавление в первоначальный полимерный раствор графена. Данный углерод в виде пленки толщиной в один атом обладает высокой прочностью, электропроводностью и способствует получению более тонкой и однородной нити. Это обеспечивает более равномерное распределение лекарственных веществ в составе раневой повязки и положительно сказывается на медицинских свойствах.
В раствор на основе полимеров вносятся дополнительные компоненты, такие как графен или наночастицы кремнезема. После чего под воздействием сильного электрического напряжения из раствора вытягивается нить толщиной в десятые доли микрона. Она ложится на приемник и формирует нетканое полотно, похожее на двумерную вату. В частности, электропрядильная установка для производства волокна была разработана и изготовлена учеными из доступных отечественных компонентов.
Затем волокнистую массу спрессовывают в «подушечки», которые в дальнейшем можно использовать в составе активных раневых повязок.
Было экспериментально подтверждено, что композитное волокно ПВА-ПЭГ-SiO2 нетоксично для человека и при этом обеспечивает устойчивую антибактериальную активность против золотистого стафилококка. Переходя в гидрогель, оно оптимизирует высвобождение лекарственного средства.
Предлагаемое биосовместимое решение для волокон, содержащих хлоргексидин, поможет свести к минимуму хирургические вмешательства и послеоперационную боль у пациентов с хроническими ранами.
Источник: МИСИС
