Oamenii de știință proiectează o tehnică „inteligentă” de vindecare a rănilor
Noi cercetări, publicate în revistă Materiale avansate, deschide calea către „o nouă generație de materiale care lucrează activ cu țesuturile pentru a stimula vindecarea [rănilor]”.
Pe măsură ce se efectuează din ce în ce mai multe proceduri chirurgicale în Statele Unite, numărul infecțiilor la nivelul locului chirurgical este, de asemenea, în creștere.
Rănile cronice care nu se vindecă - cum ar fi cele care apar în diabet - găzduiesc adesea o gamă largă de bacterii sub forma unui biofilm.
Astfel de bacterii biofilm sunt adesea foarte rezistente la tratament, iar rezistența antimicrobiană crește doar posibilitatea ca aceste răni să fie infectate.
Conform estimărilor recente, rănile cronice afectează aproximativ 5,7 milioane de persoane din SUA. Unele răni cronice pot duce la amputări, cum este cazul ulcerelor diabetice.
La nivel global, cercetătorii estimează că la fiecare 30 de secunde un ulcer diabetic cronic, care nu vindecă, provoacă o amputare.
În acest context, există o nevoie extremă de metode inovatoare, eficiente de vindecare a rănilor. Noile cercetări arată promisiuni în acest sens, deoarece oamenii de știință au conceput o moleculă care ajută la valorificarea puterilor naturale de vindecare ale corpului.
Moleculele sunt numite sarcini utile activate cu forța de tracțiune (TrAP). Acestea sunt factori de creștere care ajută la interacțiunea mai naturală a materialelor precum colagenul cu țesuturile corpului.
Ben Almquist, Ph.D., lector în departamentul de inginerie la Imperial College London din Marea Britanie, a condus noile cercetări.
Tehnologia TrAP și vindecarea rănilor
Materiale precum colagenul sunt adesea folosite în vindecarea rănilor. De exemplu, bureții de colagen pot trata leziunile arse, iar implanturile de colagen pot ajuta la regenerarea oaselor.
Dar cum interacționează colagenul cu țesutul? În așa-numitele implanturi de schele, celulele se deplasează prin structura colagenului, trăgând schela împreună cu ele. Acest lucru declanșează proteine vindecătoare, cum ar fi factorii de creștere, care ajută la regenerarea țesuturilor.
În noul studiu, Almquist și echipa au creat molecule TrAP pentru a recrea acest proces natural. Oamenii de știință au „pliat” firele de ADN în aptameri, care sunt forme tridimensionale care se leagă de proteine.
Apoi, au conceput un „mâner” pentru ca celulele să poată prinde. Au atașat celule la un capăt al mânerului și o schelă de colagen la celălalt capăt.
Testele de laborator au arătat că celulele au tras TrAP-urile în timp ce se deplasau prin implanturile de colagen. La rândul său, aceasta a activat proteinele de creștere care au declanșat procesul de vindecare în țesut.
Oamenii de știință explică faptul că această tehnică recreează procesele de vindecare care există în întreaga lume naturală. „Folosirea mișcării celulare pentru a activa vindecarea se găsește în creaturi variind de la bureți de mare până la oameni”, spune Almquist.
Abordarea noastra le imita si lucreaza activ cu diferitele varietati de celule care ajung in tesutul nostru deteriorat in timp pentru a promova vindecarea, adauga el.
O „nouă generație” de materiale de vindecare
Cercetarea a relevat, de asemenea, că ajustarea mânerului celular modifică tipul de celule care se pot atașa și ține la TrAP.
La rândul său, acest lucru permite TrAPs să elibereze proteine regenerative personalizate pe baza celulelor care s-au atașat la mâner.
Această adaptabilitate la diferite tipuri de celule înseamnă că tehnica poate fi aplicată la diferite tipuri de răni - variind de la fracturi osoase la leziuni ale țesutului cicatricial cauzate de atacuri de cord și de la afectarea nervilor la ulcerele diabetice.
În cele din urmă, aptamerii sunt deja aprobați ca medicamente de uz clinic la om, ceea ce ar putea însemna că tehnica TrAP poate deveni disponibilă pe scară largă mai devreme decât mai târziu.
„Tehnologia TrAP oferă o metodă flexibilă pentru a crea materiale care comunică activ cu rana și oferă instrucțiuni cheie când și unde sunt necesare”, explică Almquist.
„Acest tip de vindecare dinamică inteligentă este utilă în fiecare fază a procesului de vindecare, are potențialul de a crește șansele organismului de a-și reveni și are utilizări de anvergură pe multe tipuri diferite de răni”, adaugă el.
Cercetătorul concluzionează, „[t] tehnologia sa are potențialul de a servi ca conductor de reparare a rănilor, orchestrând diferite celule în timp pentru a lucra împreună pentru a vindeca țesuturile deteriorate”.
„Tehnologia noastră ar putea ajuta la lansarea unei noi generații de materiale care lucrează activ cu țesuturile pentru a stimula vindecarea”.
Dr. Ben Almquist
