Znanstveniki oblikujejo "pametno" tehniko celjenja ran
Nova raziskava, objavljena v reviji Napredni materiali, utira pot "novi generaciji materialov, ki aktivno delujejo s tkivi, da spodbujajo celjenje [rane]."
Ker se v ZDA izvaja vedno več kirurških posegov, narašča tudi število okužb na mestu kirurškega posega.
Kronične rane, ki se ne zacelijo - na primer tiste, ki se pojavijo pri diabetesu - pogosto gostijo širok spekter bakterij v obliki biofilma.
Takšne biofilmske bakterije so pogosto zelo odporne na zdravljenje, protimikrobna odpornost pa samo poveča možnost okužbe teh ran.
Po nedavnih ocenah kronične rane prizadenejo približno 5,7 milijona ljudi v ZDA. Nekatere kronične rane lahko povzročijo amputacije, kot to velja za diabetične razjede.
Na svetovni ravni raziskovalci ocenjujejo, da vsakih 30 sekund kronični nezdravljivi diabetični čir povzroči amputacijo.
V tem kontekstu obstaja resna potreba po inovativnih, učinkovitih metodah celjenja ran. Nove raziskave kažejo obljube v zvezi s tem, saj so znanstveniki zasnovali molekulo, ki pomaga izkoristiti naravne zdravilne moči telesa.
Molekule imenujemo koristni tovor, ki ga aktivira vlečna sila (TrAP). So rastni dejavniki, ki materialom, kot je kolagen, pomagajo pri bolj naravni interakciji s telesnimi tkivi.
Ben Almquist, predavatelj na inženirskem oddelku na Imperial College London v Združenem kraljestvu, je vodil novo raziskavo.
TrAP tehnologija in celjenje ran
Materiali, kot je kolagen, se pogosto uporabljajo pri celjenju ran. Kolagenske gobice lahko na primer zdravijo poškodbe opeklin, kolageni vsadki pa lahko pomagajo pri obnovi kosti.
Kako pa kolagen sodeluje s tkivom? V tako imenovanih vsadkih odrov se celice premikajo skozi strukturo kolagena in vlečejo oder skupaj z njimi. To sproži zdravilne beljakovine, kot so rastni dejavniki, ki pomagajo tkivu obnavljati.
V novi študiji sta Almquist in ekipa zasnovala molekule TrAP, da bi poustvarili ta naravni proces. Znanstveniki so verige DNA "zložili" v aptamere, ki so tridimenzionalne oblike, ki se vežejo na beljakovine.
Nato so oblikovali "ročaj" za oprijem celic. Na en konec ročaja so pritrdili celice, na drugi pa kolagenski oder.
Laboratorijski testi so pokazali, da so celice vlekle TrAP-je, ko so se gibali skozi kolagene vsadke. Ta aktivirani rastni proteini pa so sprožili proces celjenja v tkivu.
Znanstveniki pojasnjujejo, da ta tehnika poustvarja zdravilne procese, ki obstajajo po vsem svetu. "Uporaba celičnega gibanja za aktiviranje zdravljenja najdemo v bitjih, od morskih gobic do ljudi," pravi Almquist.
"Naš pristop jih posnema in aktivno sodeluje z različnimi sortami celic, ki sčasoma prispejo v naše poškodovano tkivo, da spodbujajo zdravljenje," dodaja.
'Nova generacija' zdravilnih materialov
Raziskava je tudi pokazala, da prilagajanje celičnega ročaja spremeni vrsto celic, ki se lahko pritrdijo in zadržijo na trAP-jih.
To pa omogoča, da TrAP-ji sproščajo personalizirane regenerativne beljakovine na podlagi celic, ki so pritrjene na ročaj.
Ta prilagodljivost različnim vrstam celic pomeni, da je tehniko mogoče uporabiti za različne vrste ran - od zlomov kosti do poškodb brazgotin zaradi srčnih napadov in poškodb živcev do diabetičnih razjed.
Končno so aptamerji že odobreni kot zdravila za klinično uporabo pri ljudeh, kar bi lahko pomenilo, da bo tehnika TrAP lahko kmalu na voljo široko dostopna.
"Tehnologija TrAP ponuja prilagodljivo metodo za ustvarjanje materialov, ki aktivno komunicirajo z rano, in daje ključna navodila, kdaj in kje so potrebni," pojasnjuje Almquist.
"Tovrstno inteligentno, dinamično celjenje je koristno v vseh fazah zdravljenja, lahko poveča možnosti za okrevanje telesa in ima daljnosežne namene pri številnih različnih vrstah ran," dodaja.
Raziskovalec zaključuje: "Njegova tehnologija lahko služi kot prevodnik za popravilo ran in sčasoma organizira različne celice, da skupaj zacelijo poškodovana tkiva."
"Naša tehnologija bi lahko pripomogla k lansiranju nove generacije materialov, ki aktivno delujejo s tkivi in spodbujajo zdravljenje."
Ben Almquist, dr.
