Десятки миллионов пациентов по всему миру страдают от стойких и потенциально опасных для жизни ран. Для этих хронических ран, которые также являются основной причиной ампутации, существуют методы лечения, но стоимость существующих перевязочных материалов может помешать им добраться до нуждающихся.
Теперь исследователь из Университета штата Мичиган возглавляет международную группу ученых по разработке недорогой и практичной биополимерной повязки, которая помогает залечить эти раны.
"Существующие эффективные технологии слишком дороги для большинства систем здравоохранения, что значительно ограничивает их своевременное использование," сказал Мортеза Махмуди, доцент Колледжа медицины человека и программы Precision Health в Университете штата Мичиган. "Нужна экономически доступная, практичная и эффективная технология."
Для разработки этой новой технологии Махмуди использовал многолетний опыт и знания, изучив передовые материалы для лечения сердечной ткани, борьбы с инфекциями и поддержки иммунной системы. Но команда также следила за стоимостью, работая над разработкой продукта, который можно было бы сделать доступным как можно большему количеству пациентов даже на рынках с ограниченными ресурсами.
"Моя цель – всегда делать что-то работающее и практичное," Махмуди сказал. "Я хочу, чтобы мои исследования стали клиническими продуктами, которые помогают пациентам."
В своей последней работе, опубликованной 19 июля в журнале Molecular Pharmaceutics, Махмуди приближается к этой цели. Он работает с партнерами в Соединенном Королевстве, которые основали компанию для наблюдения за разработкой и утверждением новой технологии.
"Мы строим опытную и профессиональную команду в U.K. кто сможет эффективно коммерциализировать повязку," Махмуди сказал. "Компания только что выиграла очень конкурентоспособный грант Eurostar для ускорения разработки продукта."
По его словам, Махмуди вместе со своими сотрудниками провел небольшое пилотное испытание перевязки для ран с 13 пациентами с хроническими ранами, все из которых были вылечены.
По словам Махмуди, в мире насчитывается более 45 миллионов пациентов с запущенными хроническими ранами – тех, которые не поддаются лечению традиционными методами.
В Соединенных Штатах проживает около 5% этого населения, но более 90% продаж "активный" технологии ухода за ранами происходят в U.S. По сути, это означает, что остальной мир остается в стороне, сказал Махмуди.
Венозные язвы ног и пролежни, связанные с неподвижностью у пожилых и парализованных пациентов, также являются основными причинами хронических ран, но, возможно, наиболее известными примерами травм этого типа являются диабетические язвы стопы. Во всем мире более 400 миллионов человек живут с диабетом, и по оценкам некоторых исследований, у четверти этих пациентов в течение жизни разовьются язвы стопы.
Даже при высоком уровне медицинского обслуживания, доступном в U.S., более 30% пациентов, у которых развивается язва диабетической стопы, умирают в течение пяти лет с момента ее появления. Для справки, этот процент выше, чем у рака груди, рака простаты и рака толстой кишки.
Язвы диабетической стопы также иллюстрируют многие из причин, по которым хронические раны так сложно лечить.
Пациенты с диабетом могут иметь дело с ограниченным кровотоком и другими факторами, которые замедляют их иммунный ответ, что ставит под угрозу способность организма самостоятельно заживлять рану. У них также может быть повреждение нервов, которое притупляет боль в ране и может задерживать обращение пациентов за лечением. Когда раны заживают медленнее и дольше остаются открытыми, у бактерий появляется больше возможностей вызвать инфекции и привести к серьезным осложнениям. Говоря прямо, в хронической ране многое идет не так.
"Хронические раны – одни из самых сложных вещей, которые врачи должны лечить," Махмуди сказал. "Если вы хотите создать работающую повязку, она должна решить все эти проблемы. И чтобы быть актуальным для большинства пациентов в мире, он должен быть простым в использовании, практичным и недорогим."
Существует множество технологий, поддерживающих заживление хронических ран, но те, которые могут стимулировать регенерацию тканей, обычно производятся из собранных природных тканей. Это сложно и дорого, поэтому продукты стоят более 1000 долларов, что делает их недоступными для многих пациентов и систем здравоохранения.
Для решения этих проблем Махмуди использовал богатый опыт в разработке новых материалов для биомедицинских приложений. Разработав продукт, который можно изготавливать из легко доступных биополимеров, можно снизить производственные затраты, и команда могла бы добавить различные другие материалы, чтобы улучшить заживление.
Команда начинает с гибкого каркаса из нановолокон – чрезвычайно тонких нитей – из натуральных полимеров, включая коллаген, структурный поддерживающий белок, обнаруженный в нашей коже и хрящах. Каркас представляет собой трехмерный каркас, который способствует миграции клеток и развитию новых кровеносных сосудов, по сути воспроизводя функцию внеклеточного матрикса, естественной поддерживающей системы, находящейся в здоровой, живой ткани.
"Важно, чтобы физико-механические свойства повязки действительно были близки к свойствам кожи," Махмуди сказал. "Чтобы зажить, новые клетки должны чувствовать себя как дома."
В эту структуру команда может включить белки, пептиды и наночастицы, которые не только стимулируют рост новых клеток и кровеносных сосудов, но и борются с бактериями, побуждая собственную иммунную систему пациента присоединиться к заряду. (Опыт команды по этим элементам был задокументирован в более ранних публикациях в журналах Nature Nanotechnology и Trends in Biotechnology).
Повязка также со временем разрушается, а это означает, что никому не придется менять или снимать ее, что потенциально может ухудшить состояние раны. Махмуди считает, что при цене около 20 долларов за штуку повязки – если и когда они будут одобрены регулирующими органами – будут доступны даже для систем здравоохранения с ограниченными ресурсами, которым предстоит лечить эти серьезные раны.
Несмотря на то, что существует множество продуктов для ухода за ранами, Махмуди надеется, что новая повязка будет выделяться благодаря своей низкой стоимости, высокой эффективности и еще одному исследованию, которое он провел много лет назад.
Однако для этого предыдущего проекта он не разрабатывал никаких новых технологий. Он брал интервью у сотен медицинских работников по всей Великобритании.S., спрашивая их, что они хотят и что им нужно в повязке на рану.
"Мы разработали эту повязку, чтобы решить их проблемы. Один из врачей сказал мне, "Когда вы видите на рынке слишком много продуктов, это означает, что ни один из них не работает »" сказал Махмуди, исследователь, стремящийся сделать вещи, которые работают.