Учёные из CSIRO и Университета Аделаиды проверили биоразлагаемую плёнку на основе искусственного шелка медоносных пчёл в качестве возможной основы для новых поколений перевязочных материалов. Специалисты CSIRO разработали и изготовили рекомбинантную шёлковую плёнку, а исследователи Университета Аделаиды предоставили экспертизу по заживлению ран и провели лабораторные испытания. Результаты работы опубликованы в Journal of Biomedical Materials Research Part B: Applied Biomaterials.
Ежегодно в Австралии хронические раны появляются примерно у 450 тысяч человек, а расходы системы здравоохранения на их лечение превышают 6 миллиардов долларов. При инфицировании ран заживление может замедлиться, возрастает риск госпитализации и ампутации, пациентам может потребоваться повторное клиническое лечение. Даже обычная смена повязки способна повредить формирующуюся под ней новую ткань.
Любой материал, помещаемый в такую среду, должен безопасно разлагаться и не мешать естественному восстановлению организма. Более сложные функции, например обнаружение инфекции или контролируемая доставка лекарств, можно добавлять только после того, как доказана хорошая переносимость самого материала. «Заживление ран — очень сложный процесс, и нам нужно понять, как новый материал ведёт себя в этой среде, прежде чем добавлять к нему более совершенные функции», — отметила доктор Анна Антипова из Института будущих отраслей Университета Аделаиды.
Исследование показало, что плёнка безопасна и хорошо переносится в процессе заживления. Значительная часть материала постепенно разрушается внутри раны, а не остаётся там навсегда, что позволяет рассчитывать на менее частое снятие повязок и меньшее повреждение новой ткани. «Мы показали, что этот материал из пчелиного шелка биоразлагаем и хорошо переносится организмом, и, что важно, он не останавливает заживление раны», — сказала Антипова.
Личинки медоносных пчёл естественным образом вырабатывают шёлковые белки для строительства защитных структур внутри улья. Этот материал отличается от паучьего и тутового шелка, но его белки обладают рядом полезных свойств: они прочные, гибкие и лёгкие. Исследователи также могут изменять последовательность белка, не разрушая структуру получаемого материала, что даёт больше контроля над молекулярными инструкциями. «Представьте, что плёнка — это строительный материал, который можно перепроектировать на молекулярном уровне, — пояснила доктор Кейтлин Джонстон, ведущий исследователь работы в CSIRO. — В будущем мы потенциально можем заложить в шелк определённые инструкции, чтобы повязка реагировала на состояние раны, а не служила пассивным барьером. Это открывает совершенно новый подход к уходу за ранами — создание материалов, которые активно чувствуют изменения в раневой среде и отвечают на них».
Полученные данные опираются на более чем десятилетние исследования CSIRO по использованию пчелиного шелка как платформы для биоматериалов. Ранее было показано, что материал прочен, гибок, биоразлагаем и подходит для биологических применений, а новая работа подтверждает его совместимость с процессом заживления в виде плёнки для ран. Исследователи уже получили грант Medical Research Future Fund на разработку и испытания нескольких «умных» повязок для профилактики инфекций в хронических ранах. «Теперь, когда мы знаем, что материал не влияет на общий процесс заживления, мы рады перейти к следующему этапу и начать создавать материалы, помогающие предотвращать инфекции», — добавила Джонстон. По словам Антиповой, такие повязки будут особенно полезны пациентам, которые не могут часто приезжать на повторное лечение, а основными выгодоприобретателями станут жители сельских и отдалённых районов — им реже придётся менять повязки и посещать специалистов в столичных городах.