Gyulladáscsökkentő hidrogél nehezen gyógyuló sebek kezelésére
A hidrogél fejlesztésénél az ETH Zürich kutatói a krónikus bőrfelszíni sebekre koncentráltak, de a technológia belső szöveti károsodások, például csontok, porcok vagy inak gyógyításában is segíthet.
Az Advanced Healthcare Materials folyóiratban május 29-én jelent meg az ETH Zürich kutatóinak cikke, amelyben egy olyan szelektív, szivacsos hidrogél kifejlesztéséről számoltak be, amely nehezen gyógyuló sebek esetében csökkenti a gyulladásos jeleket és aktívan elősegíti a gyógyulást. A krónikus sebek komoly orvosi kihívást jelentenek, és évente több milliárd dolláros költségeket rónak az egészségügyi rendszerekre. Börte Emiroglu néhány éve Mark Tibbitt professzor irányítása alatt kezdte meg doktori kutatását, célja pedig egy olyan intelligens sebkötöző anyag kifejlesztése volt, amely aktívan befolyásolja a krónikus sebek gyógyulási folyamatát. Megoldása granuláris hidrogéleken alapul, amelyek befogják a szövetek gyulladásos jelzéseit, miközben támogatják a regenerációs folyamatokat.
A krónikus sebek – például a cukorbetegséggel vagy keringési rendellenességekkel kapcsolatosak – széles körben elterjedt orvosi problémát jelentenek, mivel sok betegnek hónapokig, sőt évekig alig gyógyulnak be a sebei. Ez gyakran a túlzott immunválaszra vezethető vissza: ahelyett, hogy a regeneráció felé haladna, a test egy hiperaktív gyulladásos folyamat körforgásában ragad. Az Immunosponge nevű start-up vállalkozás, amelyet Emiroglu és Apoorv Singh, Tibbitt laboratóriumának egy másik kutatója alapított, pontosan itt ragadta meg a problémát: kötözőanyaguk ezt a ciklust fenntartó molekuláris jeleket célozza meg.
A lényeg, hogy szeretnénk a sebet kihozni a gyulladásos állapotból, és megadni neki a gyógyuláshoz szükséges utasításokat – nyilatkozta Emiroglu. – Szeretnénk segíteni a szövetnek jelezni, hogy itt az ideje a regenerációnak. Ehhez képzeljünk el egy szivacsot, egy olyan anyagot, amelynek nagy a felszívóképessége. Technikai szempontból a szivacs apró gélrészecskékből áll, amelyek szabad szemmel nem láthatók. Nagy számban kombinálva puha, szivacsos szerkezetet hoznak létre, olyannyira, hogy laboratóriumban az anyag zselészerűnek tűnik. Ez az alapstruktúra olyan ligandumokkal, felületi molekulákkal adalékolható, amelyek célzottan kötődnek bizonyos szignálmolekulákhoz. Ez lehetővé teszi a szivacs számára, hogy megkülönböztesse a hasznos és a káros jeleket. Nem akarunk mindent felszívni, mint egy konyhai szivacs; szelektíven kell eltávolítanunk a helyi szövetekben kárt okozó gyulladásos molekulákat, miközben ezzel egyidejűleg elindítjuk a gyógyulást elősegítő folyamatokat.
A koncepciót nagymértékben a természet ihlette, mivel a differenciálatlan, tömeges szállítás a természetben rövid távolságokon hatékony, különösen az egysejtű szervezetekben. Ám amint összetettebb organizmusok jelennek meg, szükség van olyan struktúrákra, amelyek hatékonyabban szervezik az anyagcserét – így működnek és kommunikálnak egymással a szöveteken belüli sejtek. Ezek az elvek inspirálták Emiroglut, és szolgáltak modellként az intelligens sebkötöző anyag kifejlesztéséhez. A technológia sok kis építőelemre támaszkodik, hogy alkalmazkodó, funkcionális struktúrát hozzon létre.
Képesek vagyunk bővíteni az építőelemek könyvtárát, ami a jövőben lehetővé teszi számunkra, hogy technológiánkat a különböző betegcsoportokhoz és alapbetegségekhez igazítsuk – fejtette ki Emiroglu. – Ez azt jelenti, hogy a gélgyöngyöket más és más felületi ligandumokkal láthatjuk el, így a szöveti defektus típusától függően különböző gyulladásos hírvivőket lehet befogni.
Bár a kutatók jelenleg a krónikus bőrfelszíni sebekre koncentrálnak, a technológia belső szöveti károsodások, például csontok, porcok vagy inak gyógyításában is segíthet. Ezeknek a szöveteknek korlátozott a vérellátása, ezért regenerációjuk érdekében igen hatékony anyagcserére van szükségük.
A jelenlegi módszerekkel, például a mechanikus szívókészülékekkel vagy a nem specifikus sebkötözőkkel ellentétben, amelyek teljesen kiszárítják a sebet, Emiroglu sebkötözője a kiváltó okra irányul, és kifejezetten korai stádiumban történő alkalmazásra szánják.
Írásunk az alábbi közlemények alapján készült:
Intelligent wounddressingcontrolsinflammation
Granular Biomaterials as Bioactive Sponges for the Sequestration and Release of Signaling Molecules
Irodalmi hivatkozás:
Dilara Börte Emiroglu et al, Granular Biomaterials as Bioactive Sponges for the Sequestration and Release of Signaling Molecules, Advanced Healthcare Materials (2024). DOI: 10.1002/adhm.202400800
