Успешные испытания высокопроизводительных перевязочных средств для ран, созданных из сополимеров трескового коллагена, провела команда ученых из научно-исследовательского института химии Нижегородского государственного университета им. Н.И. Лобачевского. Руководителем исследования выступила Людмила Леонидовна Семенычева, заведующая лабораторией нефтехимии и доктор химических наук. Результаты экспериментов на животных продемонстрировали, что разработанное решение способствует более быстрому и качественному заживлению ран по сравнению с существующими аналогами из бычьего коллагена, используемыми в современной медицине. Данные покрытия могут оказаться полезными при восстановлении пациентов после травм, а также в спортивной и военной областях.

О работе один из участников исследований, младший научный сотрудник лаборатории нефтехимии НИИ химии ННГУ, поделился информацией с корреспондентом «Научной России» Виктория Олеговна Румянцева.

«В начале 2017 года наша исследовательская группа, в сотрудничестве с Приволжским медицинским университетом, вела работы над аналогичными материалами на основе фибриногена и включающими тресковый коллаген. Полученные образцы продемонстрировали перспективные результаты при тестировании на клеточных культурах, — проинформировала В.О. Румянцева. — После этого мы приняли решение разработать самостоятельно ранозаживляющие материалы и выбрали в качестве основы тресковый коллаген. Этот природный белок легкодоступен благодаря отходам рыбного производства, тогда как фибриноген – достаточно дорогостоящий компонент, получаемый из плазмы крови.

Ученые подчеркивают, что их инновационное решение обладает более высокими характеристиками по сравнению с существующими коммерческими продуктами. Это обусловлено тем фактом, что коллаген из рыбы структурно ближе к человеческому соединительной ткани, чем животный материал и исключает риск передачи заболеваний. Благодаря этому он характеризуется низкой вероятностью вызывания аллергических реакций и способствует более быстрому восстановлению поврежденных участков.

В ходе проведенных исследований выяснилось, что гидрогелевые структуры из рыбного коллагена значительно сокращают время восстановления после тепловых повреждений у лабораторных животных. К двадцати восьми суткам все особи продемонстрировали полное восстановление пораженных участков кожи и начало роста волосяного покрова.

Предложенные материалы представлены в двух различных модификациях, предназначенных для решения несколько отличающихся задач. «Использование тонких слоев этого вещества возможно как при перевязке ран, так и в качестве упаковочного материала или компонентов фармацевтических препаратов. Более объемные структуры – губки — обладают высокой влагопоглощающей способностью. Их применение рассматривается для лечения ожогов и создания клеточных матриц», — пояснила В.О. Румянцева.

Для изготовления гидрогелевых раневых покрытий на основе трескового коллагена ученые используют уникальную методику фотокатализа. Под воздействием видимого света, фотокатализатор способствует образованию свободных радикалов, что запускает процессы формирования стабильной структуры и пористой поверхности коллагена. Данная реакция не предполагает использования сложных условий производства, что положительно сказывается на экологической безопасности процесса. После завершения реакции фотокатализатор может быть очищен и использован снова.

«Методика создания защитных слоев реализуется в соответствии с государственным контрактом. В её основе лежит фотокатализ, использующий многокомпонентные оксиды – структуры типа β-пирохлора – при воздействии видимого спектра света. Это согласуется с принципами экологически безопасной химии как более щадящий способ производства химических соединений», — подчеркнула В.О. Румянцева.

Гидрогелевые губки из трескового коллагена позволят ускорить процесс восстановления здоровья пациентов с ожогами и трофическими язвами. Результаты тестов показали, что разработанные покрытия обладают антибактериальными свойствами и препятствуют росту грибков. Это позволяет исключить необходимость дополнительной стерилизации материалов, делая их удобными для использования в сложных условиях, например, при оказании помощи военнослужащим. Данная разработка также может быть полезна для лечения спортивных травм.

«Благодаря наночастицам катализатора, не превышающим по размеру два нанометра и остающимся в готовом продукте, покрытия обладают дезинфицирующими качествами. Эти компоненты обеспечивают устойчивость к грибкам и уничтожают бактерии», — пояснила В.О. Румянцева.

Недавно полученные данные испытаний инновационных разработок были опубликованы в авторитетном научном издании. Polymers. Совершенствование данной технологии в перспективе предполагает проведение дополнительных опытов. В ближайшей реализации замыслов ученых – подготовка повязок для ран к использованию в ветеринарной практике.

«В настоящее время нами ведется работа над двумя направлениями, связанными с этой темой. Первая задача — исследования в рамках государственного задания, направленные на изучение и проверку различных многокомпонентных оксидов как катализаторов для получения материала», — сообщила В.О. Румянцева. – Вторая разработка осуществляется по инициативе “Приоритет 2030”, где мы оптимизируем наиболее эффективные составы покрытий, чтобы создавать на их основе клеточные аналоги для восстановления поврежденных тканей (на данном этапе – эпидермиса)».

Материал создан при содействии Министерства науки и образования Российской Федерации

Изображение в анонсе: Андрей Скворцов / предоставлено отделом печати ННГУ им. Н.И. Лобачевского.

Фотография внутри статьи: Андрей Скворцов / предоставлено пресс-службой ННГУ им. Н.И. Лобачевского, Виктория Румянцева.

Фото на стоп-кадре видео: Виктория Румянцева.