Исследователи из Джона Хопкинса разработали желеобразный материал и метод лечения ран, который в ранних экспериментах на коже, поврежденной тяжелыми ожогами, по-видимому, регенерировал здоровую ткань без шрамов.
В декабре. 12-16 онлайн Раннее издание материалов Национальной академии наук, исследователи сообщили о своих многообещающих результатах испытаний тканей мышей. Новое лечение еще не тестировалось на людях. Но исследователи говорят, что процедура, которая способствует образованию новых кровеносных сосудов и кожи, включая волосяные фолликулы, может значительно улучшить заживление раненых солдат, жертв домашнего пожара и других людей с ожогами третьей степени.
Лечение включало простую повязку на рану, в которую входил специально разработанный гидрогель – трехмерный каркас из полимеров на водной основе. Этот материал был разработан исследователями инженерной школы Джона Хопкинса Уайтинга в сотрудничестве с клиницистами ожогового центра Медицинского центра Джонса Хопкинса Бэйвью и кафедрой патологии Медицинской школы университета.
Ожоги третьей степени обычно разрушают верхние слои кожи вплоть до мышц. Они требуют сложной медицинской помощи и оставляют после себя некрасивые рубцы. Но в статье журнала команда Джона Хопкинса сообщила, что их метод гидрогеля дал лучшие результаты. "Эта процедура способствовала развитию новых кровеносных сосудов и регенерации сложных слоев кожи, включая волосяные фолликулы и железы, вырабатывающие кожный жир," сказала Шэрон Герехт, доцент кафедры химической и биомолекулярной инженерии, которая была главным исследователем исследования.
Герехт сказал, что гидрогель может стать основой недорогого лечения ожоговой раны, которое работает лучше, чем доступные в настоящее время клинические методы лечения, добавив, что его будет легко производить в больших масштабах. Герехт предположил, что, поскольку гидрогель не содержит лекарств или биологических компонентов, которые заставляют его работать, Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов, скорее всего, классифицирует его как устройство. До начала испытаний на людях запланированы дальнейшие испытания на животных. Но Герехт сказал, "Он может быть одобрен для клинического использования всего через несколько лет испытаний."
Джон Хармон, профессор хирургии в Медицинской школе Джонса Хопкинса и директор хирургических исследований в Bayview, описал результаты исследования на мышах как "совершенно замечательно. Мы получили полную регенерацию кожи, чего не бывает при обычном лечении ожоговых ран."
Если лечение будет успешным у пациентов-людей, оно может помочь в лечении серьезной формы травмы. Хармон, соавтор статьи в журнале PNAS, отметил, что ежегодно в США лечат 100000 ожогов третьей степени. S. ожоговые центры, такие как Бэйвью. По словам Хармона, перевязка ожоговой раны с использованием нового гидрогеля может иметь огромный потенциал для использования не только при обычных ожогах, но и при лечении пациентов с диабетом и язвами стопы.
Гуоминг Сан, научный сотрудник лаборатории Герехта по исследованию стволовых клеток в Мэриленде и ведущий автор статьи, работал с этими гидрогелями в течение последних трех лет, разрабатывая способы улучшения роста кровеносных сосудов, процесса, называемого ангиогенезом. "Наша цель состояла в том, чтобы вызвать рост функциональных новых кровеносных сосудов внутри гидрогеля для лечения ран и ишемической болезни, что снижает приток крови к таким органам, как сердце," Солнце сказал. "Эти тесты на ожоговых травмах только что доказали его потенциал."
Герехт говорит, что гидрогель построен таким образом, что позволяет очень быстро регенерацию тканей и образование кровеносных сосудов. "Воспалительные клетки способны легко проникать в гидрогель и разрушать его, позволяя кровеносным сосудам заполнять и поддерживать заживление ран и рост новой ткани," она сказала. В случае ожогов, чем быстрее происходит этот процесс, добавил Герехт, тем меньше вероятность образования рубцов.
Первоначально ее команда намеревалась наполнить гель стволовыми клетками и наполнить его факторами роста, чтобы запустить и направить развитие ткани. Вместо этого они протестировали только гель. "Мы были удивлены, увидев такую полную регенерацию при отсутствии каких-либо дополнительных биологических сигналов," Герехт сказал.
Солнце добавлено, "Полная регенерация кожи желательна при различных раневых повреждениях. При дальнейшей тонкой настройке каркасов из биоматериалов мы можем восстановить нормальные структуры кожи при других травмах, таких как кожные язвы."
Герехт и Хармон говорят, что не до конца понимают, как работает гидрогелевая повязка. По словам Герехта, после его нанесения ткань проходит различные стадии заживления ран. Через 21 день гель безвредно впитался, и ткани продолжали возвращаться к внешнему виду нормальной кожи.
Гидрогель в основном состоит из воды с растворенным декстраном, полисахаридом (цепочки молекул сахара). "Также может быть, что физическая структура гидрогеля направляет ремонт," Герехт сказал. Хармон предполагает, что гидрогель может привлекать циркулирующие стволовые клетки костного мозга в кровоток. Стволовые клетки – это особые клетки, которые могут вырасти практически в любую ткань, если им будет предоставлен правильный химический сигнал. "Возможно, гель каким-то образом сигнализирует стволовым клеткам о превращении в новую кожу и кровеносные сосуды," Хармон сказал.