Bioaktywny tusz do malowania leczy rany o dowolnym kształcie i rozmiarze – Physics World

Naprawa ran przewlekłych, na przykład spowodowanych urazem, operacją lub cukrzycą, może być trudna. Kiedy skóra jest rozcięta lub rozerwana, organizm działa na rzecz samoleczenia poprzez złożony proces obejmujący krzepnięcie krwi, eliminację wszelkich najeźdźców bakteryjnych, odnowę uszkodzonych naczyń krwionośnych i przebudowę tkanek.

Dostępne są techniki, które mogą pomóc w leczeniu ran, takie jak zakładanie bandaży lub szwów w celu zatrzymania krwawienia lub stosowanie antybiotyków w celu zapobiegania infekcji. Ale teraz naukowcy z Chin opracowali tusz do gojenia ran, który ma na celu przyspieszenie naturalnego procesu gojenia organizmu, zwany „przenośnym bioaktywnym atramentem do gojenia tkanek” lub PAINT. Atrament, opisany w Materiały i interfejsy ACS, jest wykonany z zewnątrzkomórkowych pęcherzyków (EV) osadzonych w hydrożelu i może być malowany bezpośrednio na rany o dowolnym kształcie za pomocą pióra do drukowania 3D.

EV wydzielane z białych krwinek, takich jak makrofagi, odgrywają ważną rolę w promowaniu tworzenia naczyń krwionośnych i zmniejszaniu stanu zapalnego podczas gojenia. Aby stworzyć platformę PAINT, zespół badawczy – kierowany przez Dana Li z Uniwersytet w Nankinieoraz Xianguang Ding i Lianhui Wang z Uniwersytet Poczt i Telekomunikacji w Nankinie – mieszane bioaktywne EV pochodzące z makrofagów M2 (typ związany z naprawą tkanek) z biokompatybilnymi hydrożelami alginianu sodu. W ciągu kilku minut ta mieszanka tworzy solidne EV_M2-żelowy tusz, który można nakładać na rany in situ.

Naukowcy najpierw przetestowali wpływ ekspozycji ludzkich komórek śródbłonka na różne stężenia (0, 100, 200 i 300 µg/ml) EV_M2. W szczególności zbadali wpływ na angiogenezę (tworzenie nowych naczyń krwionośnych), istotny czynnik w gojeniu się ran.

Komórki inkubowane z EV_M2 utworzyły więcej kapilar niż nieleczone kontrole, z angiogenezą wzrastającą wraz z EV_M2 koncentracji i w czasie. Mikroskopia optyczna wykazała, że ​​całkowita długość naczynia krwionośnego, procentowa powierzchnia naczynia i całkowita liczba połączeń znacznie wzrosły po 6 godzinach inkubacji, wykazując, że EV_M2 może promować angiogenezę in vitro.

Następnie zespół inkubował makrofagi z trzema stężeniami EV_M2. Makrofagi są istotną częścią układu odpornościowego: reagują i opierają się inwazji obcych substancji oraz odgrywają kluczową rolę w naprawie i regeneracji uszkodzonych tkanek. Polaryzacja makrofagów z fenotypu M1 (prozapalnego) do M2 (progojącego) jest skutecznym podejściem do promowania gojenia się ran. W porównaniu z grupą kontrolną stosunek makrofagów M2 do M1 znacznie wzrósł w EV_M2 grupy, wskazując, że EV_M2 promował polaryzację do fenotypu M2 w sposób zależny od stężenia.

Na koniec naukowcy ocenili efekt terapeutyczny PAINT in vivo na rannych myszach. W tym celu opracowali pióro do drukowania 3D, które wewnętrznie miesza EV_M2 z prekursorami hydrożelu, tworząc EV_M2-żelowy tusz na powierzchni skóry. Ten proces aplikacji można dostosować do rozmiaru i kształtu dowolnej rany.

Po utworzeniu okrągłej rany o średnicy 9 mm na grzbiecie myszy, zwierzęta potraktowano EV_M2-atrament żelowy zawierający EV w stężeniu 100 lub 300 µg/ml_M2lub bez żelu. Obrazowanie fluorescencyjne 6 i 12 godzin po podaniu wykazało, że tusz w sposób ciągły uwalnia EV_M2 w ranę.

W porównaniu z grupą kontrolną myszy traktowane EV_M2-żel doświadczył znacznie przyspieszonego gojenia się ran. W dniu 12 obszary rany zmniejszyły się do 21.22, 12.87 i 6.73% pierwotnej wielkości, odpowiednio dla grup kontrolnych 100 i 300 µg/ml. Histologia wykazała, że ​​EV_M2-żelowy tusz znacznie zwiększył grubość naskórka i promował tworzenie włókien kolagenowych, niezbędnych czynników w przebudowie nowo powstałych tkanek.

Inteligentne szwy mogą zapobiegać infekcjom w miejscach operacji

Zgodnie z in vitro wyników, tusz również znacznie zwiększył średnią gęstość mikronaczyń w obszarze rany i spolaryzował makrofagi do fenotypu M2. Do 14 dnia blizny stopniowo zmniejszały się, a rany myszy w grupie otrzymującej 300 µg/ml były prawie całkowicie zagojone.

Naukowcy twierdzą, że ta praca może pomóc w szybkim i łatwym leczeniu szerokiej gamy skaleczeń, bez konieczności stosowania skomplikowanych procedur. „Nasze badanie pokazuje wysoki potencjał bioaktywnego atramentu EV w zastosowaniach biomedycznych” – podsumowują. Chociaż platforma PAINT nie została jeszcze przetestowana na ludziach, ostatecznie zespół planuje pracować nad tłumaczeniem klinicznym, mówi Ding Fizyka Świat.

• Dystrybucja treści i PR oparta na SEO. Uzyskaj wzmocnienie już dziś.
• EVM Finanse. Ujednolicony interfejs dla zdecentralizowanych finansów. Dostęp tutaj.
• Quantum Media Group. Wzmocnienie IR/PR. Dostęp tutaj.
• PlatoAiStream. Analiza danych Web3. Wiedza wzmocniona. Dostęp tutaj.
• Źródło: https://physicsworld.com/a/paintable-bioactive-ink-heals-wounds-of-any-shape-or-size/