Cerneala bioactivă vopsibilă vindecă rănile de orice formă sau dimensiune – Physics World

Repararea rănilor cronice, cauzate de traume, intervenții chirurgicale sau diabet, de exemplu, poate fi o provocare. Când pielea este tăiată sau ruptă, organismul lucrează pentru a se vindeca singur, printr-un proces complex care implică coagularea sângelui, eliminarea oricăror invadatori bacterieni, recreșterea vaselor de sânge deteriorate și remodelarea țesuturilor.

Sunt disponibile tehnici care pot ajuta la vindecarea rănilor, cum ar fi aplicarea de bandaje sau cusături pentru a opri sângerarea sau utilizarea antibioticelor pentru a preveni infecția. Dar acum, cercetătorii din China au dezvoltat o cerneală pentru vindecarea rănilor care își propune să accelereze procesul natural de vindecare al corpului, numită „cerneală bioactivă portabilă pentru vindecarea țesuturilor” sau PAINT. Cerneala, descrisă în Materiale și interfețe aplicate ACS, este realizat din vezicule extracelulare (EV) încorporate în hidrogel și poate fi vopsit direct în răni de orice formă folosind un stilou de imprimare 3D.

EV secretate de celulele albe din sânge, cum ar fi macrofagele, joacă un rol important în promovarea formării vaselor de sânge și în reducerea inflamației în timpul vindecării. Pentru a-și crea platforma PAINT, echipa de cercetare – condusă de Dan Li de la Universitatea Nanjing, și Xianguang Ding și Lianhui Wang din Universitatea de Posturi și Telecomunicații din Nanjing – EV-uri bioactive mixte derivate din macrofage M2 (tipul asociat cu repararea țesuturilor) cu hidrogeluri de alginat de sodiu biocompatibile. În câteva minute, acest amestec formează un EV robust_M2-cerneală gel care poate fi aplicată pe răni in situ.

Cercetătorii au testat mai întâi efectul expunerii celulelor endoteliale umane la diferite concentrații (0, 100, 200 și 300 µg/ml) de EV_M2. În special, au examinat impactul asupra angiogenezei (formarea de noi vase de sânge), un factor esențial în vindecarea rănilor.

Celulele incubate cu EV_M2 au format mai multe tuburi capilare decât martorii netratate, angiogeneza crescând cu EV_M2 concentrare și în timp. Microscopia optică a arătat că lungimea totală a vasului de sânge, suprafața procentuală a vasului și numărul total de joncțiuni au crescut semnificativ după 6 ore de incubare, demonstrând că EV_M2 poate promova angiogeneza in vitro.

Apoi, echipa a incubat macrofage cu cele trei concentrații de EV_M2. Macrofagele sunt o parte vitală a sistemului imunitar: ele răspund și rezistă invaziei substanțelor străine și joacă un rol cheie în repararea și regenerarea țesuturilor afectate. Polarizarea macrofagelor de la fenotipul M1 (pro-inflamator) la M2 (pro-vindecare) este o abordare eficientă pentru promovarea vindecării rănilor. În comparație cu grupul de control, raportul dintre macrofagele M2 și M1 a crescut semnificativ în EV_M2 grupuri, indicând faptul că EV_M2 a promovat polarizarea la fenotipul M2 într-o manieră dependentă de concentrație.

În cele din urmă, cercetătorii au evaluat efectul terapeutic al PAINT in vivo pe șoareci răniți. Pentru aceasta, au dezvoltat un stilou de imprimare 3D care amestecă intern EV_M2 cu precursori de hidrogel pentru a forma EV_M2-cerneala gel la suprafata pielii. Acest proces de aplicare poate fi adaptat pentru a se potrivi cu dimensiunea și forma oricărei răni.

În urma creării unei plăgi circulare de 9 mm pe spatele șoarecilor, animalele au fost tratate cu EV_M2-cerneală gel care conține concentrații de 100 sau 300 µg/ml de EV_M2, sau fără gel. Imagistica fluorescentă la 6 și 12 ore după administrare a arătat că cerneala a eliberat continuu EV_M2 în rană.

În comparație cu grupul de control, șoarecii tratați cu EV_M2-gelul a cunoscut o vindecare semnificativ accelerată a rănilor. În ziua 12, zonele plăgii au fost reduse la 21.22, 12.87 și 6.73% din dimensiunea inițială, pentru grupele martor, 100 și, respectiv, 300 ug/ml. Histologia a indicat că EV_M2-cerneala gel a crescut semnificativ grosimea epidermei si a favorizat formarea fibrelor de colagen, factori esentiali in remodelarea tesuturilor nou formate.

Cusăturile inteligente ar putea preveni infecțiile la locurile chirurgicale

În concordanță cu in vitro descoperirile, cerneala a crescut semnificativ, de asemenea, densitatea medie a microvaselor în zona plăgii și a polarizat macrofagele la fenotipul M2. Până în ziua 14, cicatricile au scăzut treptat și rănile șoarecilor din grupul de 300 ug/ml s-au vindecat aproape complet.

Cercetătorii spun că această lucrare ar putea ajuta la vindecarea unei game largi de tăieturi rapid și ușor, fără a fi nevoie de proceduri complexe. „Studiul nostru demonstrează potențialul ridicat al cernelii bioactive EV în aplicații biomedicale”, concluzionează ei. Deși platforma PAINT nu a fost încă testată pe subiecți umani, în cele din urmă, echipa intenționează să lucreze pentru traducerea clinică, spune Ding. Lumea fizicii.

• Distribuție de conținut bazat pe SEO și PR. Amplifică-te astăzi.
• EVM Finance. Interfață unificată pentru finanțare descentralizată. Accesați Aici.
• Grupul Quantum Media. IR/PR amplificat. Accesați Aici.
• PlatoAiStream. Web3 Data Intelligence. Cunoștințe amplificate. Accesați Aici.
• Sursa: https://physicsworld.com/a/paintable-bioactive-ink-heals-wounds-of-any-shape-or-size/