Nedavne študije so razvile nove obloge za rane, ki pospešujejo celjenje in izboljšajo regeneracijo tkiva v ranah.
Znanstveniki so odkrili zelo pomemben vidik celjenja ran v poznih sedemdesetih letih, ko je bilo razumevanje tega procesa v zelo zgodnji fazi. Ugotovljeno je bilo, da vse rane, ki so nastale pri dojenčku pred sedmim mesecem nosečnosti, niso pustile brazgotin in se v zgodnjem razvoju zarodka hitro manj celijo brazgotine. To je raziskovalce pripeljalo do tega, da so poskusili poustvariti ali ponoviti te edinstvene lastnosti plodove kože, ki bi jih lahko uporabili za regenerativno medicino. Znano je, da ima fetalna koža zelo visoke ravni beljakovine, imenovane fibronektin. Ta protein fibronektin se na splošno sestavi v zunajcelični matriks, ki pomaga oziroma spodbuja celično vezavo in adhezijo. Edinstveno je, da je ta lastnost zelo ekskluzivna za kožo ploda in je ni v celicah odraslih. Da bi podrobneje razložili to lastnost, ima protein fibronektin dve edinstveni strukturi kroglasto in vlaknasto. Kroglasto strukturo, tj. kroglasto obliko, najdemo v krvi, medtem ko so tkiva v telesu vlaknasta. Fibronektini so bili vedno obravnavani kot potencialni dobri kandidati za celjenje ran vendar je proizvodnja vlaknastih fibronektinov doslej ostala izziv. V dvojnih študijah, objavljenih pred kratkim, so raziskovalci zagotovili vpogled v dve različni vrsti nanovlakna dressings which use naturally-occurring proteins in plants and animals. These dressings are touted as very efficient in healing and re growing tissue in a wound. These current studies have pioneered the possibility of creating and developing nanofibers for wound healing. The whole idea of the authors was to creating dressings with the aim of developing therapeutics for wounds, especially those inflicted during war. The healing of such wounds is a painful process and is underserved by the wound therapeutics currently available.
V prvi študiji, objavljeni v Biomateriali, so raziskovalci s Harvardske šole za inženirstvo in uporabne znanosti (SEAS) in Wyssovega inštituta za biološko navdihnjeno inženirstvo izdelali vlaknasti fibronektin na platformi, imenovani Rotary Jet-Spinning (RJS), ki so jo razvili v hiši.1. Opisali so a povoj za rane z uporabo fetalnega tkiva. Postopek v dveh korakih je bil preprost, pri katerem se najprej tekoča polimerna raztopina (tukaj, kroglasti fibronektin, raztopljen v topilu) naloži v rezervoar in se s centrifugalno silo potisne v drobno odprtino, ko se ta stroj vrti. Ko ta raztopina zapusti rezervoar, topilo izhlapi in polimeri se strdijo. Ta močna centrifugalna sila razgrne globularni fibronektin v majhna, tanka vlakna (manj kot en mikrometer v premeru). Ta vlakna se lahko zberejo preliv ali povoji. Testiranje na živalih je pokazalo, da so rane, zdravljene s tem novim fibronektinskim povojem, pokazale 2-odstotno obnovo kožnega tkiva v samo 84 dneh, medtem ko so običajne obloge obnovile 20-odstotno. Delovanje te obloge je bilo dobro razloženo. Obloga se integrira v rano in deluje kot poučni oder, ki nato omogoča različnim matičnim celicam, da izvedejo potrebno regeneracijo in pomoč pri procesu celjenja tkiv v rani. Material se sčasoma absorbira v telo. Rane, zdravljene s to fibronektinsko oblogo, imajo zelo normalno debelino povrhnjice in tudi dermalno strukturo. Tudi lasje so se na območju rane po zaceljenju ponovno zrasli. To je velik dosežek, saj ponovna rast las ostaja eden glavnih izzivov na področju celjenja ran. V primerjavi s standardnimi procesi regeneracije kože je ta postopek učinkovito popravil tkivo in tudi regeneriral lasni mešiček z zmožnostjo samo enega materiala. Očitno ima tak pristop pomembne prednosti pri prevajanju raziskave v dejansko uporabo. Te fibronektinske obloge so lahko primerne in uporabne za majhne rane, zlasti na obrazu in rokah, kjer je pomembno preprečiti nastanek brazgotin.
V svoji drugi študiji, objavljeni v Napredni materiali za zdravstveno varstvo, so raziskovalci razvili nanovlakna na osnovi soje, ki je spodbujala celjenje ran2. Sojine beljakovine vsebujejo, prvič, estrogenu podobne molekule (za katere je dokazano, da pospešujejo celjenje ran) in drugič, bioaktivne molekule, ki prispevajo k izgradnji in podpori človeških celic v telesu. Te vrste molekul se rutinsko uporabljajo v reproduktivni medicini. Zelo zanimivo je, da se vedno, ko so ravni estrogena v ženskem telesu višje, njihove ureznine ali modrice zacelijo hitreje. To je razlog, da se nosečnice hitreje zdravijo, saj imajo tako visoko raven estrogena. To je tudi razlog, da se pri nerojenem otroku v maternici zaradi visoke ravni prisotnega estrogena celjenje ran brez brazgotin. Raziskovalci so uporabili isti RJS za predenje ultra tankih sojinih vlaken v obloge za rane. Ti poskusi so tudi pokazali, da so sojine in celulozne obloge na ranah pokazale 72-odstotno povečanje in izboljšanje celjenja, v primerjavi z le 21-odstotnimi pri ranah brez te obloge iz sojinih beljakovin, zaradi česar so izjemno obetavne. Te obloge so poceni in so zato optimalno primerne za obsežno uporabo, na primer za žrtve opeklin. Takšni stroškovno učinkoviti odri veljajo za razodetje in imajo ogromen potencial za regenerativno, zlasti za milico, obloge pod okriljem tehnologije nanovlakne. Harvardski urad za tehnološki razvoj je zaščitil intelektualno lastnino v zvezi s temi projekti in raziskuje možnosti za komercializacijo.
***
{Izvirno raziskovalno nalogo lahko preberete s klikom na spodnjo povezavo DOI na seznamu citiranih virov}
Vir (i)
1. Chantre CO et al. 2018. Nanovlakna fibronektina v proizvodnem obsegu spodbujajo zapiranje ran in popravilo tkiva v modelu dermalne miši. Biomateriali. 166 (96). https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2018.03.006
2. Ahn S et al. 2018. Odri iz nanovlakne iz sojinih beljakovin/celuloze, ki posnemajo ekstracelularni matriks kože za izboljšano celjenje ran. Napredni materiali za zdravstveno varstvo. https://doi.org/10.1002/adhm.201701175
