Учёные предложили лекарственные плёнки для заживления ран

Эти полимеры производятся особыми бактериями, плёнки из них обладают высокой совместимостью с организмом человека, гипоаллергенны и способны постепенно высвобождать лекарственные вещества, помогая эффективному заживлению ран. Изделия из такого материала могут использоваться как в условиях медицинского стационара, так и самостоятельно в форме привычного для пользователей пластыря различных конфигураций.

Биотехнологи СФУ использовали для создания лекарственных плёнок два различных полимерных состава — на основе сополимера поли-3-гидроксибутирата с 3-гидроксивалератом или 4-гидроксибутиратом. Поли-3-гидроксибутират считается самым распространённым биополимером этого класса, применимым в области медицины. Если добавить в его структуру другие мономеры, то можно добиться тянущейся, эластичной фактуры — повязки и пластыри из такого материала пластично ведут себя на коже, хорошо растягиваются, не сбиваются и могут применяться в том числе на подвижных частях тела (локтях, коленях, запястьях и т.д.).

«Наш коллектив под руководством доктора биологических наук, профессора Татьяны Григорьевны Воловой получил и испытал в культуре человеческих клеток биополимерные плёнки, которые имеют функционал лекарственного средства. Они могут использоваться в качестве накладок, повязок, патчей для инфицированных или обычных ран. Преимущества таких повязок в том, что они не вызывают аллергии, и на протяжении нескольких дней медленно высвобождают антибактериальные и регенерирующие кожу препараты, наиболее физиологичным способом способствуя лечению ран различного происхождения», — сообщил соавтор исследования, ассистент базовой кафедры биотехнологии и кафедры медицинской биологии СФУ Алексей Дудаев.

По замыслу учёных, действующие лекарственные препараты помещаются в полимерную матрицу плёнки, откуда постепенно высвобождаются, попадая на поверхность кожи человека и проникая в мышечную ткань. Сейчас биотехнологи изучают газо- и влагопроницаемость нового материала. По предварительным данным, эти показатели соответствуют всем требованиям, предъявляющимся к медицинским изделиям для закрытия ран.

«Наши плёнки полу- или совсем прозрачные, они хорошо пропускают воздух, не провоцируют скопление раневой жидкости, так что кожа полноценно дышит под этим «пластырем». Под плёнкой создаются условия, при которых возбудители бактериальных инфекций погибают и формируется новый эпидермис — естественное „покрытие“ нашей кожи. Это значительно уменьшает риск появления неэстетичных келоидных рубцов, шрамов», — продолжил Алексей Дудаев.

Учёные могут легко варьировать размеры и толщину новых плёнок в зависимости от назначения – от 20 микрометров в толщину до более внушительных размеров, если требуется лечение крупной раны или обширного участка кожи.
Сама плёнка не имеет клеевой основы. Она прикладывается к ране и может фиксироваться различными способами, например, уже существующими в продаже самоклеящимися накладками.

Биотехнологи СФУ уже протестировали плёнки, нагруженные двумя антибиотиками, относящимися к разным классам и действующими на грамположительные и грамотрицательные болезнетворные бактерии. Также исследовали плёнки, снабжённые антисептиком и препаратом, который усиливает регенерацию клеток у человека и животных.

«Мы стремимся увеличить удобство и доступность таких изделий, и если антисептическую мазь нужно наносить несколько раз в день, то наши плёнки — это полностью готовые депо-системы, уже содержащие все необходимые лекарственные вещества. Можно такую плёнку единожды зафиксировать на повреждённом участке кожи, и препарат будет небольшими дозами высвобождаться каждый день, каждый час, постепенно», — заметил Алексей Дудаев.

Кстати, новинку можно считать полностью зелёной и безвредной для окружающей среды технологией. Использованные биоплёнки хорошо разрушаются бактериями-деструкторами, живущими в почве и воде. Лекарственные препараты в них после использования содержатся в крайне малых следовых количествах и не действуют на естественную биоту — животных, растения и т.д.

Учёные экспериментально изучают деградацию пленок, нагруженных препаратами, в природных условиях — негативных эффектов не зафиксировано. Кстати, по словам экспертов, они постарались обойтись без испытаний на лабораторных животных. Все исследования велись исключительно в культурах клеток, выращенных специально для экспериментов.

«Одна из проблем использования биоматериалов в их сравнительной дороговизне. Однако предлагаемые нами плёнки настолько тонкие, с минимальным расходом полимерного материала, что их стоимость будет вполне приемлемой, учитывая все прочие достоинства — экологичность, высокую биосовместимость, удобство в использовании», — резюмировали учёные.

Исследование проведено при поддержке госзадания Министерства науки и высшего образования Российской федерации (Проект № FWES-2021–0025).