Maalattava bioaktiivinen muste parantaa minkä tahansa muotoisia tai kokoisia haavoja – Physics World

Esimerkiksi trauman, leikkauksen tai diabeteksen aiheuttamien kroonisten haavojen korjaaminen voi olla haastavaa. Kun iho leikataan tai repeytyy, keho parantaa itseään monimutkaisen prosessin kautta, johon liittyy veren hyytymistä, bakteerien hyökkääjien eliminointia, vaurioituneiden verisuonten uudelleenkasvua ja kudosten uudelleenmuodostumista.

Saatavilla on tekniikoita, jotka voivat auttaa parantamaan haavoja, kuten sidoksia tai ompeleita verenvuodon pysäyttämiseksi tai antibioottien käyttöä infektion estämiseksi. Mutta nyt kiinalaiset tutkijat ovat kehittäneet haavaa parantavan musteen, jonka tarkoituksena on todella nopeuttaa kehon luonnollista paranemisprosessia ja jota kutsutaan "kannettavaksi bioaktiiviseksi musteeksi kudosten paranemiseen" tai PAINT. Muste, kuvattu kohdassa ACS-sovelletut materiaalit ja liitännät, on valmistettu hydrogeeliin upotetuista solunulkoisista vesikkeleistä (EV) ja se voidaan maalata suoraan minkä tahansa muotoisiin haavoihin 3D-tulostuskynällä.

Valkosoluista, kuten makrofageista, erittyneillä EV:illä on tärkeä rooli verisuonten muodostumisen edistämisessä ja tulehduksen vähentämisessä paranemisen aikana. PAINT-alustan luomiseksi tutkimusryhmä – jota johtaa Dan Li Nanjingin yliopisto, ja Xianguang Ding ja Lianhui Wang alkaen Nanjingin posti- ja televiestintäyliopisto – M2-makrofageista (kudoksen korjaamiseen liittyvä tyyppi) peräisin olevat bioaktiiviset sähköautot biologisesti yhteensopivien natriumalginaattihydrogeelien kanssa. Tämä seos muodostaa muutamassa minuutissa tukevan sähköauton_M2-geelimustetta, jota voidaan levittää haavoille in situ.

Tutkijat testasivat ensin ihmisen endoteelisolujen altistamisen vaikutusta erilaisille EV-pitoisuuksille (0, 100, 200 ja 300 µg/ml)._M2. Erityisesti he tutkivat vaikutusta angiogeneesiin (uusien verisuonten muodostumiseen), joka on olennainen tekijä haavan paranemisessa.

EV:n kanssa inkuboidut solut_M2 muodostivat enemmän kapillaariputkia kuin käsittelemättömät kontrollit, ja angiogeneesi lisääntyi EV:n myötä_M2 keskittyminen ja ajan myötä. Optinen mikroskopia osoitti, että verisuonen kokonaispituus, suonen prosenttiosuus ja liitoskohtien kokonaismäärä kasvoivat merkittävästi 6 tunnin inkubaation jälkeen, mikä osoitti, että EV_M2 voi edistää angiogeneesiä vitro.

Seuraavaksi ryhmä inkuboi makrofageja kolmen EV-pitoisuuden kanssa_M2. Makrofagit ovat elintärkeä osa immuunijärjestelmää: ne reagoivat vieraiden aineiden tunkeutumiseen ja vastustavat niitä ja niillä on keskeinen rooli vaurioituneiden kudosten korjaamisessa ja uudistamisessa. Makrofagien polarisaatio M1- (pro-inflammatorisesta) fenotyypistä M2-fenotyyppiin (pro-healing) on ​​tehokas tapa edistää haavan paranemista. Verrokkiryhmään verrattuna M2:n ja M1-makrofagien suhde kasvoi merkittävästi EV:ssä_M2 ryhmät, mikä osoittaa, että EV_M2 edisti polarisaatiota M2-fenotyyppiin pitoisuudesta riippuvaisella tavalla.

Lopuksi tutkijat arvioivat PAINTin terapeuttisen vaikutuksen in vivo loukkaantuneilla hiirillä. Tätä varten he kehittivät 3D-tulostuskynän, joka sekoittaa sisäisesti sähköä_M2 hydrogeelin esiasteiden kanssa EV:n muodostamiseksi_M2- geelimuste ihon pinnalla. Tämä levitysprosessi voidaan mukauttaa minkä tahansa haavan kokoon ja muotoon.

Sen jälkeen kun hiirten selkään oli luotu 9 mm:n pyöreä haava, eläimiä käsiteltiin EV:llä_M2-geelimuste, joka sisältää 100 tai 300 µg/ml EV:tä_M2tai ei geeliä. Fluoresenssikuvaus 6 ja 12 tuntia annon jälkeen osoitti, että muste vapautti jatkuvasti EV:tä_M2 haavaan.

Verrattuna kontrolliryhmään, EV:llä hoidetut hiiret_M2-geeli koki merkittävästi nopeutettua haavan paranemista. Päivänä 12 haavaalueita pienennettiin 21.22, 12.87 ja 6.73 %:iin alkuperäisestä vertailuryhmässä, 100 ja 300 ug/ml, vastaavasti. Histologia osoitti, että EV_M2-geelimuste lisäsi merkittävästi orvaskeden paksuutta ja edisti kollageenikuitujen muodostumista, jotka ovat olennaisia ​​tekijöitä vasta muodostuneiden kudosten uudelleenmuodostuksessa.

Älykkäät ompeleet voivat estää infektioita leikkauskohteissa

Johdonmukainen vitro löydösten mukaan muste lisäsi myös merkittävästi keskimääräistä mikroverisuonitiheyttä haava-alueella ja polarisoi makrofagit M2-fenotyyppiin. Päivään 14 mennessä arpeutuminen väheni vähitellen ja 300 ug/ml:n ryhmässä olevien hiirten haavat paranivat lähes kokonaan.

Tutkijat sanovat, että tämä työ voi auttaa parantamaan monenlaisia ​​leikkauksia nopeasti ja helposti ilman monimutkaisia ​​​​toimenpiteitä. "Tutkimuksemme osoittaa bioaktiivisen EV-musteen suuren potentiaalin biolääketieteellisissä sovelluksissa", he päättelevät. Vaikka PAINT-alustaa ei ole vielä testattu ihmisillä, tiimi aikoo lopulta työskennellä kliinisen käännöksen eteen, Ding kertoo. Fysiikan maailma.

• SEO-pohjainen sisällön ja PR-jakelu. Vahvista jo tänään.
• EVM Finance. Hajautetun rahoituksen yhtenäinen käyttöliittymä. Pääsy tästä.
• Quantum Media Group. IR/PR vahvistettu. Pääsy tästä.
• PlatoAiStream. Web3 Data Intelligence. Tietoa laajennettu. Pääsy tästä.
• Lähde: https://physicsworld.com/a/paintable-bioactive-ink-heals-wounds-of-any-shape-or-size/