Японские ученые создали улучшенный гидрогель для лечения кожных ран

Гидрогель, используемый как повязка на кожные раны, лишенный недостатков существующих аналогичных средств, снижающих их заживляющую способность, создали ученые из Токийского научного университета (TUS), 15 декабря сообщает пресс-служба университета.

Инновационный гель, в отличие от существующих аналогов, предотвращает расширение ран благодаря своей низкой адгезии и малому набуханию, что способствует быстрейшему заживлению раны.

Кожа, защищающая наш организм от множества опасностей внешнего мира, является самым большим и очень важным органом человеческого тела. Она часто подвергается травмам или ранам, таким как порезы, царапины, укусы, инфекции и язвы.

С возрастом кожа становится менее эластичной, хуже самовосстанавливается без дополнительного лечения. Поскольку в развитых странах происходит быстрый рост стареющего населения, он приводит к возрастанию потребности в средствах для лечения таких кожных ран.

В последнее время для лечения таких поверхностных ран стали применять специальные гидрогели, которые при нанесении на пораженный участок способствуют заживлению за счет поглощения экссудата (выделяемая поверхностью раны жидкость) и защиты раны от внешней инфекции.

При этом таким гидрогелям приданы в большинстве случаев сильные адгезивные свойства к тканям кожи (прилипание), что позволяет им повторять движения кожи. Однако по мере поглощения экссудата эти гидрогели начинают распухать, растягивать и расширять рану. Это причиняет пользователю боль и повышает риск бактериальной инфекции из-за увеличения площади раны.

Поэтому токийские ученые решили разработать гидрогели, которые бы эффективно лечили раны без нарушения процесса заживления. Для этих целей они разработали новый недорогой, но высокоэффективный медицинский гидрогель с использованием содержащегося в морских водорослях альгината — биосовместимого вещества, обладающего слабой адгезией к клеткам или тканям кожи.

Предлагаемый способ приготовления гидрогеля довольно прост и требует в качестве добавок к альгинату карбонат кальция и воду, газированную углекислым газом.

Благодаря особой структуре, образованной альгинатом и ионами кальция, получаемый гидрогель продемонстрировал не только идеальные значения pH и влажности, необходимые для заживления ран, но также значительно меньшую адгезию и набухание по сравнению с другими коммерческими гидрогелевыми повязками для ран.

Эффективность нового гидрогеля была проверена экспериментально. Сначала на клеточных культурах, а затем на мышах. Все эксперименты показали отличные результаты, которые исследователи представили в статье «Низкоадгезивный и малонабухающий гидрогель на основе альгината и газированной воды для предотвращения временного расширения раневых участков».

Она доступна в интернете с 8 ноября 2023 года и будет опубликована в International Journal of Biological Macromolecules за 2024 год, том 254, часть 3.

Рёта Тешима, студент магистратуры TUS, участвующий в исследованиях, рассказал о полученных результатах:

«С помощью экспериментов на животных мы продемонстрировали, что наш гидрогель оказывает высокий терапевтический эффект и в то же время способен подавлять временное расширение площади раны, вызванное обычными клиническими препаратами. Это доказывает нашу первоначальную гипотезу о том, что гели с низкой адгезией к коже и низкими набухающими свойствами превосходны в качестве перевязочных материалов, что является полной противоположностью общепринятому мнению».

Альгинат достаточно легко можно извлечь из возобновляемого ресурса — выбрасываемых на берег морских водорослей, которые часто рассматривают как мусор на берегу. Дешевизна и биоразлагаемость нового гидрогеля сделает его производство важным шагом к созданию медицины, не истощающей природные ресурсы, считают разработчики.