Раны сшивают шелком

0

Технологии из научно-фантастической вселенной «Стартрек» проникают в реальную жизнь. Сейчас ученые из Аризонского университета под руководством Каушаля Реге работают над созданием «кожного регенератора» — небольшого устройства, способного залечивать раны и ожоги и восстанавливать первоначальную структуру эпидермальной ткани.

В статье, опубликованной Advanced Functional Materials (перевод hi-news.ru), исследователи рассказывают об успешном восстановлении поврежденных тканей кожного покрова животных с помощью наночастиц шелка и золота с использованием лазерных лучей. В рамках экспериментальной проверки технология позволила быстро залечить поврежденные мягкие ткани кишечника свиньи, а также поврежденный участок кожи мыши. Ученые отмечают, что в случае с кишечником свиньи образовавшийся рубец, объединяющий два участка поврежденной ткани, оказался почти в 7 раз прочнее, чем при обычном методе зашивания ран. Ученые говорят, что при использовании, например, швов, медицинского клея и скоб довольно часто раны могут открываться повторно, замедляя процесс заживления ткани. Их же разработка обещает ликвидировать эту проблему.

Применяя кожный генератор, его «заживляющий» лазерный луч необходимо сфокусировать на месте раны. На самом деле луч ничего не лечит, он лишь запускает реакцию, которая приводит к быстрому заживлению раны. В качестве скрепляющего материала ученые используют золотые нанотрубки, помещенные в матрицу белка шелка, взятую из коконов шелкопряда. Помещенный на кожу белок, называющийся фиброином, образует связь с коллагеном – белком, составляющим основу соединительной ткани между клетками кожи. При воздействии ближним инфракрасным излучением на золотые нанотрубки они производят тепло, которое заставляет белок шелка создавать новые клеточные связи, образуя тем самым прочное соединение между поврежденными участками. Используемая длина лазера ближнего инфракрасного диапазона составляет около 800 нанометров. Этого вполне достаточно для разогрева наночастиц золота, но кожа остается неповрежденной.

Разработчики создали два вида заживляющего «герметика»: один для влажной среды, не рассасывающейся под воздействием воды, другой – для сухой среды, который растравляется под воздействием воды. Первый метод ученые как раз проверили при обработке ткани кишечника свиньи. По словам соавтора разработки Дипанджана Гоша, восстановленная ткань функционирует совершенно так же, как и неповрежденная. Затем ученые провели испытания заживляющего вещества для сухой среды, нанеся его на кожу лабораторного грызуна. Нанеся пасту на разрез и проверив рану через 2 дня, ученые отметили существенно более высокую степень заживления по сравнению со скобами и медицинским клеем. Кроме того, сам процесс нанесения пасты и запуска устройства занял совсем немного времени – около четырех минут.

Поскольку ближний инфракрасный свет может проникать глубоко в ткань, Гош и его коллеги надеются в будущем использовать разработанную ими технологию для восстановления кровеносных сосудов и нервных каналов – тканей, обычно расположенных глубоко под кожей, восстановление которых занимает значительно больше времени по сравнению с обычной тканью. «Сшивание нервов и кровеносных сосудов, как правило, представляет собой гораздо более сложную задачу даже для очень квалифицированных хирургов», — комментирует Гош.

Ученые считают, что стоимость материала «шелк-золото» не будет чрезмерно высокой, а основные затраты медицинских центров в этом случае придутся на лазерное оборудование. В настоящий момент ученые наблюдают за тем, как лазерно-активированный медицинский герметик ведет себя в организме крыс. Если испытания пройдут успешно, ученые собираются перейти к свиньям, а затем, наконец, и к людям.

Поделиться.

Комментарии закрыты