Ученые, работающие в области материаловедения, биотехнологий и медицины в Шанхае, провели испытания инновационного шовного материала, структура которого схожа с многожильным кабелем. Наложение такого шва приводит к формированию слабого электрического поля, способствующего ускоренному заживлению тканей и уменьшающего вероятность инфицирования.
Обычно на глубокую рану после хирургической операции или травмы накладывают швы, которые стягивают ткани, пока идет их восстановление. Из прошлых исследований известно, что ускорить регенерацию в таких случаях можно с помощью электрической стимуляции, активизирующий рост и миграцию клеток в место повреждения.
Ранее для проведения подобной терапии требовались внешние приспособления. Сейчас китайские ученые создали новый вид биоразлагаемых нитей для сшивания ран, способных самостоятельно формировать электрическое поле под воздействием натяжения тканей, которое может возникать, к примеру, при движении. Опубликована статья, посвященная этому открытию вышла в журнале Nature Communications.
Разработчики сообщают, что материал имеет сложную коаксиальную структуру, включающую в себя магниевую нить в качестве сердцевины и несколько слоев полимеров. Внутренний слой образован нановолокнами сополимера молочной и гликолевой кислот, а внешний – поликапролактоном. Все компоненты обладают свойством биологического разложения.
Композитная нить не только характеризуется высокими прочностными показателями, но и генерирует электрическое поле при растяжении и укорочении, вызванных изменениями в тканях раны. Результаты исследований продемонстрировали, что электростимуляция, с напряжением около 2,8 вольта, сохранялась в течение двух недель и значительно ускоряла заживление.
В ходе исследований на лабораторных моделях, оценивающих площадь раневой поверхности, было установлено, что при использовании нового шовного материала она сократилась с первоначальных 69% до 10,8% за 24 часа. В контрольных образцах, где не применялась электростимуляция, снижение составило лишь 32,6%. В первом случае фибробласты, являющиеся клетками соединительной ткани, демонстрировали более интенсивное перемещение к зоне повреждения, что указывало на ускоренную регенерацию.
Аналогичные результаты были получены при тестировании электростимулирующей нити на крысах. У животных, которым применяли данную нить, раны зажили почти полностью уже через 10 дней, в то время как у других подопытных, которым использовали традиционные шовные материалы или вовсе не зашивали рану, процесс заживления проходил медленнее.
По мнению исследователей, скорость заживления увеличилась приблизительно на 50%. Также, даже при отсутствии ежедневной обработки антисептиками, у особей из первой группы наблюдалось незначительное количество бактерий в области раны. Специалисты считают, что антимикробные свойства нового вида нитей могут способствовать уменьшению числа послеоперационных инфекций.
Для подтверждения заявленных характеристик в дальнейшем предполагается проведение клинических испытаний с участием людей. В случае их успешного завершения, врачи получат альтернативный вариант традиционных материалов, используемых для сшивания ран.
Предлагаемый продукт способствует более эффективному восстановлению тканей и не влечет за собой дополнительных затрат, так как его стоимость аналогична стоимости рассасывающихся нитей, широко используемых в современной хирургии, отметили авторы статьи.