«Как пельмени»: наши учёные создали материал для идеального заживления ран

В основе нового биоматериала, представленного российскими разработчиками, лежит система из полимерных микрокамер, похожих на пельмени с лекарственной начинкой. Применение нового материала открывает путь к персонализированному лечению сложных повреждений и хронических ран.

«Начинка», которая лечит

Новый биоматериал разработали в исследовательском центре LIFT (Москва). Исследование для разработки поддержано Российским научным фондом. Биоматериал, показанный широкой публике впервые, представляет собой тонкую прозрачную плёночку, напоминающую гидрогелевый пластырь. На пленку нанесены так называемые микрокамеры, внутри которых содержится необходимое лекарство. Все вместе это немного похоже на русские пельмени с «начинкой» в виде препаратов или на воздушно-пузырьковую пленку для упаковки хрупких вещей.

Химический состав элементов, которые становятся «начинкой» для загрузки в биоматериал, может быть самым разным. Кроме того, можно чётко заложить, в какой момент и как эти вещества будут «выходить» в организм. Можно использовать комбинацию веществ, каждое из которых высвобождается в своё время. Например, одно вещество на первой неделе заживления, а через неделю — другое из другой серии камер.

Одно из наиболее очевидных применений таких возможностей нового материала — это заживление ран. Клиническая практика уже нарабатывается в Городской клинической больницей № 31 в Москве, медико-научном образовательном центре при МГУ, Самарском государственным медицинском университете, Сибирском государственном медицинском университете. Пока это пилотные проекты, но есть надежда, что в клиниках столицы новый биоматериал может появиться уже через три года. Для этого нужно найти инвестора в производство и понять, какое количество потребуется производить. 

Как рассказал профессор Сколтеха, директор исследовательского центра LIFT Глеб Сухоруков, который уже более 20 лет занимается капсулированием, удержанием и доставкой различных медицинских препаратов к цели, большинство лекарств очень сложно удержать на месте, поскольку они имеют маленькие молекулы. Поэтому была разработана технология с использованием микрокамер из полимолочной кислоты, которая уже давно и активно используется в медицине и хорошо удерживает вещество.

Поможет в острых ситуациях

Заведующий лабораторией Сеченовского университета, старший научный сотрудник исследовательского центра LIFT Алексей Ермаков объяснил, что тонкая плёночка биоматериала, в которую загружено лечебное вещество, удобно снимается с основы, легко ложится на кожу, может растягиваться, но при этом сохранять упорядоченную структуру. С её помощью можно быстро модулировать определенные процессы в организме, что очень ценно в регенеративной медицине, где потребность в помощи всегда срочная, особенно в острой, тяжёлой ситуации.

Обеспечив биоматериал такой пролонгированной системой, которая поддерживает нужную  концентрацию различных соединений и способна выдавать их постепенно, учёные создали практически безграничное множество вариантов использования этой разработки.

Алексей Ермаков отмечает, что разработка уникальна тем, что в частности даёт возможности доставки не только жидких, но и порошковых соединений в сухом виде. Из плюсов можно отметить также и более простое производство такого биоматериала, что даёт ему преимущество перед множеством аналогов.

Зачем «обманывать» организм

Научный сотрудник Сколтеха Ольга Синдеева рассказала, что врачи ежедневно сталкиваются с проблемой инфекций, которые развиваются, когда что-либо имплантируется в организм: это может быть какое-либо устройство, прибор, различные типы стентов, импланты, тазобедренные суставы и т. п.

Новый биоматериал в качестве покрытия способен за счёт пролонгированного высвобождения антисептических или антибактериальных веществ снижать риск развития таких осложнений. Им можно покрывать даже большие импланты, которые могут деформироваться в процессе установки. Даже если  хирург повредит небольшую часть покрытия, остальная останется в рабочем состоянии, будет медленно высвобождать препарат в течение нескольких дней, недель или месяцев в зависимости от запроса клиницистов.

Есть запросы в том числе от стоматологических клиник, которые просят покрытие, которые позволяли бы организму не отторгать, например, зубные импланты. И новый материал позволяет решить эту проблему.

Ещё одна большая проблема — это гипертрофированной рост соединительной ткани. По сути, это спаечный процесс, который возникает при хирургическом вмешательстве. Например, пациенту поставили стент для того, чтобы уменьшить рост соединительной ткани, восстановить её просветы. Организм начинает воспринимать имплант как «занозу» и выращивает соединительную ткань. Это приводит к развитию патологического процесса, и проход воздухоносных путей снова закрывается.

Если на этих имплантируемых устройствах создать покрытие из нового биоматериала, он поможет «обмануть» организм, «сделать вид», что у него нет «занозы», тогда не приходится на неё реагировать и растить соединительную ткань. Это значительно снижает риск того, что пациенту нужна будет новая операция для восстановления просвета.

Один из проектов врачей, который дошел до клинического применения, — это коррекция рубцовой деформации шейки мочевого пузыря у пациентов после резекции аденомы простаты. После операции часто закрывается просвет шейки, соответственно, возникают проблемы с тем, чтобы удовлетворять самые естественные потребности. Это требует новых хирургических вмешательств, которые опять провоцируют тот же процесс. Создатели биоматериала совместно с университетской клиникой МГУ предложили альтернативу: разработали покрытие для уретральных катетеров. Во время хирургического вмешательства высвобождаются противовоспалительные вещества, которые дают организму «понять», что он находится в терапии и не нужно самостоятельно закрывать этот просвет.

На перспективу

Новую медицинскую разработку российских учёных в области лечения ран смело можно назвать прорывной. Проект, который они представили в нашей стране, по словам научного руководителя Центрального научно-исследовательского института организации и информатизации здравоохранения Минздрава России, координатора экспертного совета Российского научного фонда, д. м. н. Владимира Стародубова, находится на очень высоком мировом уровне, его взял в работу высокорейтинговый медицинский журнал и напечатал материал об этой разработке.

Текст: Юлия Тарасова

Фото: LIFT