Tinta bioaktif yang dapat dicat menyembuhkan luka dalam berbagai bentuk atau ukuran – Dunia Fisika

Perbaikan luka kronis, yang disebabkan oleh trauma, pembedahan atau diabetes, misalnya, bisa menjadi tantangan tersendiri. Saat kulit terpotong atau robek, tubuh bekerja untuk menyembuhkan dirinya sendiri, melalui proses kompleks yang melibatkan pembekuan darah, menghilangkan bakteri penyerang, pertumbuhan kembali pembuluh darah yang rusak, dan pembentukan kembali jaringan.

Tersedia teknik yang dapat membantu menyembuhkan luka, seperti membalut atau menjahit untuk menghentikan pendarahan, atau menggunakan antibiotik untuk mencegah infeksi. Namun kini, para peneliti di China telah mengembangkan tinta penyembuh luka yang bertujuan untuk benar-benar mempercepat proses penyembuhan alami tubuh, yang disebut “tinta bioaktif portabel untuk penyembuhan jaringan”, atau CAT. Tinta, dijelaskan dalam Bahan & Antarmuka Terapan ACS, terbuat dari vesikel ekstraseluler (EV) yang tertanam dalam hidrogel dan dapat dicat langsung ke luka dalam bentuk apa pun menggunakan pena cetak 3D.

EV yang dikeluarkan dari sel darah putih seperti makrofag memainkan peran penting dalam mendorong pembentukan pembuluh darah dan mengurangi peradangan selama penyembuhan. Untuk membuat platform PAINT mereka, tim peneliti – dipimpin oleh Dan Li dari Universitas Nanjing, dan Xianguang Ding dan Lianhui Wang dari Universitas Pos dan Telekomunikasi Nanjing – EV bioaktif campuran yang berasal dari makrofag M2 (jenis yang terkait dengan perbaikan jaringan) dengan hidrogel natrium alginat yang biokompatibel. Dalam beberapa menit, campuran ini membentuk EV yang kokoh_M2-gel tinta yang dapat dioleskan pada luka di tempat.

Para peneliti pertama kali menguji efek pemaparan sel endotel manusia ke berbagai konsentrasi (0, 100, 200 dan 300 µg/ml) EV_M2. Secara khusus, mereka meneliti dampak pada angiogenesis (pembentukan pembuluh darah baru), faktor penting dalam penyembuhan luka.

Sel diinkubasi dengan EV_M2 membentuk lebih banyak tabung kapiler daripada kontrol yang tidak diobati, dengan angiogenesis meningkat dengan EV_M2 konsentrasi dan waktu. Mikroskopi optik menunjukkan bahwa total panjang pembuluh darah, luas persentase pembuluh darah dan jumlah sambungan semua meningkat secara signifikan setelah inkubasi 6 jam, menunjukkan bahwa EV_M2 dapat meningkatkan angiogenesis in vitro.

Selanjutnya, tim menginkubasi makrofag dengan tiga konsentrasi EV_M2. Makrofag adalah bagian penting dari sistem kekebalan: mereka merespons dan melawan invasi zat asing dan memainkan peran kunci dalam perbaikan dan regenerasi jaringan yang terluka. Polarisasi makrofag dari fenotipe M1 (pro-inflamasi) ke M2 (pro-penyembuhan) adalah pendekatan yang efektif untuk mempromosikan penyembuhan luka. Dibandingkan dengan kelompok kontrol, rasio makrofag M2 ke M1 meningkat secara signifikan pada EV_M2 kelompok, menunjukkan bahwa EV_M2 mempromosikan polarisasi ke fenotipe M2 dengan cara yang bergantung pada konsentrasi.

Terakhir, para peneliti menilai efek terapeutik dari PAINT in vivo pada tikus yang terluka. Untuk ini, mereka mengembangkan pena cetak 3D yang menggabungkan EV secara internal_M2 dengan prekursor hidrogel untuk membentuk EV_M2-gel tinta di permukaan kulit. Proses aplikasi ini dapat disesuaikan dengan ukuran dan bentuk luka apa pun.

Mengikuti pembuatan luka melingkar 9 mm di punggung tikus, hewan tersebut dirawat dengan EV_M2-gel tinta yang mengandung 100 atau 300 µg/ml konsentrasi EV_M2, atau tanpa gel. Pencitraan fluoresensi 6 dan 12 jam setelah pemberian menunjukkan bahwa tinta terus menerus melepaskan EV_M2 ke dalam luka.

Dibandingkan dengan kelompok kontrol, tikus yang diberi EV_M2-gel mengalami penyembuhan luka yang dipercepat secara signifikan. Pada hari ke-12, area luka berkurang menjadi 21.22, 12.87 dan 6.73% dari ukuran semula, untuk kelompok kontrol, masing-masing 100 dan 300 µg/ml. Histologi menunjukkan bahwa EV_M2-gel ink secara signifikan meningkatkan ketebalan epidermis dan mempromosikan pembentukan serat kolagen, faktor penting dalam remodeling jaringan yang baru terbentuk.

Jahitan pintar dapat mencegah infeksi di tempat operasi

Konsisten dengan in vitro temuan, tinta juga secara signifikan meningkatkan kerapatan pembuluh mikro rata-rata di area luka dan makrofag terpolarisasi ke fenotipe M2. Pada hari ke-14, bekas luka berangsur-angsur berkurang dan luka mencit pada kelompok 300 µg/ml hampir sembuh total.

Para peneliti mengatakan bahwa pekerjaan ini dapat membantu menyembuhkan berbagai macam luka dengan cepat dan mudah, tanpa memerlukan prosedur yang rumit. “Studi kami menunjukkan potensi tinggi tinta EV bioaktif dalam aplikasi biomedis,” mereka menyimpulkan. Sementara platform PAINT belum diuji pada subyek manusia, pada akhirnya, tim berencana untuk bekerja menuju terjemahan klinis, kata Ding. Dunia Fisika.

• Konten Bertenaga SEO & Distribusi PR. Dapatkan Amplifikasi Hari Ini.
• Keuangan EVM. Antarmuka Terpadu untuk Keuangan Terdesentralisasi. Akses Di Sini.
• Grup Media Kuantum. IR/PR Diperkuat. Akses Di Sini.
• PlatoAiStream. Kecerdasan Data Web3. Pengetahuan Diperkuat. Akses Di Sini.
• Sumber: https://physicsworld.com/a/paintable-bioactive-ink-heals-wounds-of-any-shape-or-size/