Гидрогель для лечения ран без антибиотиков, но обладающий антибактериальными свойствами, который к тому же способствует быстрому заживлению ран на коже, создала команда исследователей из отделения дерматологии Объединенного Китайско-Японского госпиталя Цзилиньского университета, 2 апреля сообщает Американский институт физики (AIP).

Лечение кожных заболеваний и тканевая инженерия в настоящее время немыслимы без использования гидрогелй — биосовместимых материалов на основе полимеров. Они удерживают воду, доставляют в раны лекарства и при ее заживлении безвредно для организма разлагаются.

К сожалению, они сложны в производстве, а также легко стираются с кожи за счет трения об одежду, простыни или раневые повязки. Поскольку сами по себе такие гели не обладают антибактериальностью, в них часто вводят противомикробные препараты, которые могут вызвать устойчивость к антибиотикам, или же ионы металлов, которые отрицательно сказываются на росте здоровых клеток, задерживая заживление ран.

В статье «Гидрогель из метакрилатного желатина, конъюгированный с ε-полилизином и обогащенный плазмой, богатой тромбоцитами, для лечения хронически инфицированных ран», опубликованной в журнале APL Materials, китайские ученые описывают создание и исследование гидрогеля, который легко синтезируется, обладает природными антибиотическими свойствами и способствует росту клеток.

Один из соавторов статьи, член команды исследователей Цзин Сунь пояснил: «У пациента с диабетом могут быть раны на коже, которые плохо заживают из-за нарушения обмена веществ (например, диабета). Человек может попытаться вылечить раны известными препаратами, такими как эритромицин, и поначалу они могут быть эффективными, но по истечении длительного периода они могут перестать снимать симптомы. Это связано с устойчивостью к антибиотикам».

Ученые в качестве основы нового гидрогеля взяли широко используемый Gel-MA и, чтобы сформировать свойства, необходимые для заживления ран, добавили в него аминокислоту полилизин и богатую тромбоцитами плазму крови. Гидрогель получился прочным на истирание, хорошо заполняющим рану, убивающим бактерии и создающим среду, необходимую для роста новых клеток.

«Гидрогель непрерывно выделяет полилизин на раневую поверхность, мы выбрали ε-полилилизин, потому что он может подавлять рост бактерий и решать проблему злоупотребления антибиотиками, лекарственной устойчивости, а кроме того, он не влияет на пролиферацию и развитие клеток. Он также может соединяться с метакрилатом желатина, который играет антимикробную роль и повышает механическую прочность гидрогеля», — рассказал Сунь.

Проведенные командой исследования показали, что гидрогель повреждал клеточные мембраны бактерий E. coli (кишечная палочка) и S. aureus, вызывающей стафилококковую инфекцию, и приводил к их гибели. С другой стороны, богатая тромбоцитами плазма крови в гидрогеле стимулировала рост здоровых клеток.

«Самым интересным и волнующим моментом для меня был тот, когда мы смешивали растворы полилизина и богатой тромбоцитами плазмы, чтобы проверить, смогут ли они образовать гидрогель под воздействием ультрафиолетового облучения», — поделился Сунь.

Эксперимент удался, и исследователи отвердили гидрогель под ультрафиолетовой лампой за 30 секунд вместо того, чтобы ждать 8 часов после многократного замораживания и оттаивания, как это происходит при изготовлении гидрогелей, предлагаемых на рынке медикаментов.

Новое решение, предложенное китайскими учеными, поможет пациентам с хроническими инфицированными ранами, вызванными метаболическими заболеваниями, такими как диабет, недоедание и другими болезнями, а также пациентам, длительное время прикованным к постели, избавиться от кожных ран, уверены разработчики.