Гибкий, антибактериальный проводящий патч для ускоренного заживления ран
Современные методы лечения ран включают в себя повязки с отрицательным давлением, препараты на основе факторов роста и противовоспалительные препараты, дебридмент* и ультразвуковые процедуры. Но даже при самых благоприятных условиях среднее время полного закрытия раны при использовании этих методов составляет 12 недель.
Более современным методом лечения, который находится в стадии изучения, является стимуляция электрическим полем (ЭП) - этот метод ускоряет заживление ран с ограниченными побочными эффектами. Применение ЭП-стимуляции активизирует миграцию клеток кожи и других грануляционных клеток, вызывает образование кровеносных сосудов и контролирует чрезмерное воспаление. В результате были разработаны носимые устройства, которые обеспечили сокращение времени заживления ран. Однако громоздкость и негибкость обычных электродов приводит к конформационной несовместимости с раной, что увеличивает вероятность воспаления и затягивания заживления. Изготовление таких электродов также требует специальных технологий.
Группа ученых из Института биомедицинских инноваций Терасаки (Япония) разработала гибкий электрический пластырь (ePatch), который полностью решает проблемы, возникающие при использовании существующих устройств для стимуляции, и обладает многими уникальными преимуществами.
В качестве электродов команда использовала серебряные нанопроволоки, которые не только обеспечивают антибактериальные свойства, но и высокую проводимость под нагрузкой. Затем они встроили электроды в альгинат, желатиновое вещество, которое поддерживает хороший уровень влажности и биосовместимости и в настоящее время используется в абсорбирующих хирургических повязках.
Путем химической модификации альгината и добавления кальция они смогли получить материал, который повысил стабильность и функциональность электродов. Дальнейшая корректировка соотношения серебряных нанопроволок и модифицированного альгината позволила получить пригодный для 3D-печати гель. С его помощью ученые смогли создать пластырь на основе силикона, который можно настраивать под различные формы и размеры раны. Кроме того, кальций, добавленный в смесь, стимулировал пролиферацию и миграцию клеток к месту раны, что, в свою очередь, способствовало образованию кровеносных сосудов.
Механические испытания показали, что электронный пластырь обладает повышенной стабильностью и проводимостью электродов, а результаты испытаний на растяжение показали хорошую переносимость, на уровне, необходимом для нормальной деформации кожи.
Испытания также показали, что пластыри с импульсной ЭП-стимуляцией обеспечивают значительно более быструю клеточную пролиферацию, миграцию, агрегацию и выравнивание, а также повышенную секрецию факторов роста - все факторы, способствующие более быстрому заживлению ран.
* Дебридмент относится к удалению нежизнеспособной раневой ткани и подготавливает раневое ложе для дальнейшего лечения. Мертвая ткань, присутствующая в хронических ранах, препятствует миграции кератиноцитов по раневому ложу и препятствует заживлению.
