Péče o hluboká a těžce se hojící poranění představuje pro zdravotní systémy značnou finanční i logistickou zátěž. Dva nezávislé vědecké týmy z britské University of Bath a indického institutu IIT Gandhinagar nyní představily nové materiály, které mají proces regenerace tkání výrazně zrychlit. Britscí výzkumníci vyvinuli oboustranné krytí z rostlinných polymerů uvolňující antibiotika, zatímco indický tým vytvořil injekční hydrogel s kovovo-fenolickou sítí. Oba přístupy cílící na prevenci infekcí úspěšně prošly prvotními testy.
- Dvoustranný obvaz z University of Bath redukoval vznik nebezpečného bakteriálního biofilmu v laboratorních podmínkách o více než 90 procent během čtyř hodin.
- Injekční hydrogel z institutu v Gándhínagaru dokáže absorbovat tekutinu z rány až do desetinásobku své vlastní hmotnosti.
- Oba materiály kombinují cílené uvolňování účinných látek s ochranou rány.
Bakteriální infekce a volné radikály výrazně zpomalují hojení
Při hlubokých poraněních čelí lidské tělo řadě biologických překážek. V místě rány se často hromadí reaktivní formy kyslíku (ROS), což jsou škodlivé molekuly poškozující buňky a narušující přirozené obnovovací mechanismy. Další závažnou hrozbou je tvorba takzvaného bakteriálního biofilmu. Bakterie mohou vytvořit tuto slizkou ochrannou vrstvu během několika málo hodin, přičemž vzniklý biofilm je vysoce odolný proti účinkům antibiotik, dezinfekci i samotnému imunitnímu systému pacienta.
Tradiční pokročilé obvazy navíc často spoléhají na plasty vyráběné z ropy a k dosažení požadovaných vlastností vyžadují dodatečné chemické úpravy. To zvyšuje jak dopad na životní prostředí, tak náklady na péči o pacienta.
Vědci představili rostlinné krytí i injekční nanokomplex
Britský tým z University of Bath publikoval v časopise Bioactive Materials studii o udržitelném krytí rány vyrobeném ze dvou typů polymerů získávaných z rostlinných zdrojů. Tyto polymerní furanové mikrovlákna vytvářejí jemnou síť s odlišným chováním na obou stranách bez nutnosti chemické modifikace. Strana přivrácená k ráně uvolňuje širokospektré antibiotikum tetracyklin, zatímco vnější strana slouží jako bariéra regulující ztrátu vlhkosti. Laboratorní testy na bakteriích Staphylococcus aureus a Pseudomonas aeruginosa potvrdily, že krytí snížilo tvorbu biofilmu o více než 90 procent během čtyř hodin.
Obvaz z furanových polymerů dokáže uvolnit antibiotikum přímo do rány dříve, než v ní bakterie vytvoří odolný biofilm.
Současně vědci z indického institutu IIT Gandhinagar zveřejnili v časopise ACS Applied Bio Materials výzkum injekčního hydrogelu, který neobsahuje klasická antibiotika. Základem je kovovo-fenolická síť obsahující nanokomplex ceru a rutinu. Kationty ceru napodobují antioxidační enzymy a likvidují přebytečné volné radikály, zatímco přírodní flavonoid rutin působí antibakteriálně a protizánětlivě. Injekčně aplikovaný gel uvolňuje látky postupně a zvládne absorbovat tekutinu z rány až do desetinásobku své váhy.
Novou technologii čekají klinické testy a hledání partnerů
Oba výzkumné týmy se nyní připravují na další fáze vývoje, bez kterých nelze nové materiály zavést do klinické praxe. U rostlinného obvazu z University of Bath bude nutné ověřit bezpečnost a účinnost na pokročilejších předklinických modelech, optimalizovat dávkování antibiotika, vyřešit sterilizaci, skladování a rozsáhlé hodnocení výrobních i zdravotně-ekonomických nákladů.
Než se nové technologie dostanou k pacientům, musí obě výzkumné skupiny provést zkoušky na větších zvířecích modelech a absolvovat schvalovací procesy.
Tým z IIT Gandhinagar má již svou technologii patentovanou a aktuálně hledá průmyslové partnery pro testování na velkých zvířatech, komercializaci a licencování. V budoucnu by tento hydrogel mohlo využít jak lidské, tak veterinární lékařství.
Myslíte si, že ekologické obvazy a hydrogely z rostlinných materiálů brzy nahradí klasické zdravotnické pomụcky v nemocnicích? Podělte se o svůj názor v diskusi.
