Ученые Университета ИТМО создали ранозаживляющий материал на основе паучьего шелка, который можно использовать в качестве швов после операций. Кроме того, разработка поможет врачам оперативно отслеживать возможное раневое инфицирование после оперативных вмешательств. Материал безопасен для человеческого организма.
Одним из самых сложных этапов операции является заживление раны, так как от этого во многом зависит исход операции. Обычно для этого используют хирургические нити, которые должны быть биосовместимыми и биоразлагаемыми. Однако существует риск инфицирования операционного поля, что осложняет выздоровление пациента. Кроме того, бывает сложно быстро отслеживать появление возбудителей после операции.
Ученые из химико-биологического кластера Университета ИТМО нашли способ преодолеть эту проблему. Они разработали гибридный материал на основе натуральной сетки, позволяющий не только одновременно заживлять раны, но и быстро находить возбудителей, вызывающих различные заболевания. Можно будет делать подкожные хирургические швы для ушивания после операций. Метод, предложенный учеными, был протестирован на условно-патогенных бактериях, таких как кишечная палочка, золотистый стафилококк и грибок Candida albicans.
Материал состоит из двух компонентов: паутинного шелка (паутины) — он выполняет роль лески для регенерации тканей — и углеродных точек (класс наноматериалов), обладающих свойством флуоресценции (то есть могут светиться, когда поглощают свет определенной длины волны). С их помощью можно будет следить за процессом заживления после ушивания ран в режиме реального времени.
— Мы модифицировали натуральный паутинный шелк флуоресцентными углеродными точками. Их главная особенность — способность светиться при поглощении энергии (света). Эти наночастицы также могут служить сенсором для обнаружения патогенов, так как при взаимодействии с ними снижается люминесценция и не наблюдается оптического отклика. Обычно, когда мы подвергаем наш материал воздействию синего света, он становится красным. Но после взаимодействия с болезнетворными микроорганизмами материал перестает светиться. Таким же образом врачи могут проверить, как заживают раны после операции, если материал сохраняет флуоресцентные свойства при световой пробе, все в порядке, если нет, то, скорее всего, в тканях есть воспалительный процесс. Наш материал можно использовать в качестве швов для подкожных инъекций, — говорит Елизавета Мальцева, автор исследования, студентка химико-биологического кластера Университета ИТМО.
Исследователи проверили эффективность полученного материала в тестах in vitro на биосовместимость и цитотоксичность.
— Еще одним преимуществом нашей разработки является простота получения материала. Для этого мы собрали паутину, очистили ее, а затем провели одностадийный синтез. Новизна проекта в том, что мы использовали ленту в качестве каркасного материала и источника углерода для формирования наночастиц. По сути, на поверхности нашей сети выросли углеродные точки. В результате получается прочный гибридный материал, обладающий превосходными механическими свойствами по сравнению с теми, которые уже используются в хирургии, — добавляет Елизавета Мальцева.
На следующем этапе исследователи планируют проверить разработку на биоразлагаемость и биосовместимость in vivo.
Подписывайтесь на «Гродно 24» в Дзен Новости и на наш канал в Дзен