Znanstvenici dizajniraju 'pametnu' tehniku zacjeljivanja rana
Novo istraživanje, objavljeno u časopisu Napredni materijali, utire put za „novu generaciju materijala koji aktivno rade s tkivima kako bi potaknuli zacjeljivanje [rane]“.
Kako se u SAD-u izvodi sve više kirurških zahvata, tako raste i broj infekcija na mjestu kirurškog zahvata.
Kronične rane koje ne zaraste - poput onih koje se javljaju kod dijabetesa - često su domaćin širokom spektru bakterija u obliku biofilma.
Takve biofilmske bakterije često su vrlo otporne na liječenje, a antimikrobna rezistencija samo povećava mogućnost zaraze tim ranama.
Prema nedavnim procjenama, kronične rane pogađaju približno 5,7 milijuna ljudi u SAD-u. Neke kronične rane mogu rezultirati amputacijama, kao što je slučaj s dijabetesnim čirima.
Na globalnoj razini, istraživači procjenjuju da svakih 30 sekundi kronični, koji ne zarasta dijabetički čir uzrokuje amputaciju.
U tom kontekstu, postoji strašna potreba za inovativnim, učinkovitim metodama zacjeljivanja rana. Nova istraživanja pokazuju obećanja u tom pogledu, jer su znanstvenici osmislili molekulu koja pomaže iskoristiti prirodne iscjeliteljske moći tijela.
Molekule se nazivaju korisni tereti aktivirani vučnom silom (TrAP). Oni su čimbenici rasta koji pomažu materijalima poput kolagena da prirodnije komuniciraju s tjelesnim tkivima.
Ben Almquist, dr. Sc., Predavač na odsjeku za inženjerstvo na Imperial College London u Velikoj Britaniji, vodio je novo istraživanje.
TrAP tehnologija i zacjeljivanje rana
Materijali poput kolagena često se koriste u zacjeljivanju rana. Na primjer, kolagene spužve mogu liječiti ozljede opeklina, a kolageni implantati mogu pomoći kostima da se obnove.
Ali kako kolagen djeluje s tkivom? U takozvanim implantatima skele, stanice se kreću kroz strukturu kolagena povlačeći skelu zajedno sa sobom. To pokreće zacjeljujuće proteine, poput čimbenika rasta, koji pomažu tkivu da se obnovi.
U novoj su studiji Almquist i tim konstruirali molekule TrAP kako bi ponovno stvorili ovaj prirodni proces. Znanstvenici su "savili" DNK lance u aptamere, koji su trodimenzionalni oblici koji se vežu za proteine.
Zatim su dizajnirali "ručku" za hvatanje stanica. Na jedan kraj drške pričvrstili su stanice, a na drugi kraj kolagensku skelu.
Laboratorijski testovi otkrili su da su stanice vukle TrAP-ove dok su se kretale kroz implantate kolagena. Zauzvrat, ovaj aktivirani protein proteina koji je pokrenuo proces zacjeljivanja u tkivu.
Znanstvenici objašnjavaju da ova tehnika ponovno stvara procese zacjeljivanja koji postoje u cijelom prirodnom svijetu. "Korištenje kretanja stanica za aktiviranje zacjeljivanja nalazi se u bićima od morskih spužvi do ljudi", kaže Almquist.
"Naš ih pristup oponaša i aktivno surađuje s različitim vrstama stanica koje s vremenom stižu u naše oštećeno tkivo kako bi promovirali zacjeljivanje", dodaje.
‘Nova generacija’ ljekovitih materijala
Istraživanje je također otkrilo da podešavanje stanične drške mijenja vrstu stanica koje se mogu pričvrstiti i zadržati na TrAP-ovima.
Zauzvrat, ovo omogućuje TrAP-ovima da oslobađaju personalizirane regenerativne proteine na temelju stanica koje su se pričvrstile na dršku.
Ova prilagodljivost različitim vrstama stanica znači da se tehnika može primijeniti na razne vrste rana - od prijeloma kostiju do ozljeda ožiljnog tkiva uzrokovanih srčanim napadima i od oštećenja živaca do dijabetesnih čira.
Napokon, aptameri su već odobreni kao lijekovi za humanu kliničku uporabu, što bi moglo značiti da TrAP tehnika može postati široko dostupna prije nego kasnije.
"TrAP tehnologija nudi fleksibilnu metodu za stvaranje materijala koji aktivno komuniciraju s ranom i daju ključne upute kada i gdje su potrebne", objašnjava Almquist.
"Ova vrsta inteligentnog, dinamičnog zacjeljivanja korisna je tijekom svake faze procesa zacjeljivanja, potencijalno može povećati šanse tijela da se oporavi i ima dalekosežne primjene na mnogim različitim vrstama rana", dodaje.
Istraživač zaključuje: "[njegova] tehnologija može poslužiti kao vodič za popravak rane, orkestrirajući različite stanice s vremenom da zajedno rade na zacjeljivanju oštećenih tkiva."
"Naša bi tehnologija mogla pomoći u lansiranju nove generacije materijala koji aktivno rade s tkivima kako bi potaknuli zacjeljivanje."
Ben Almquist, dr. Sc.
