Nedavne studije razvile su nove obloge za rane koje ubrzavaju zacjeljivanje i poboljšavaju regeneraciju tkiva u ranama.
Znanstvenici otkrili su vrlo važan aspekt zacjeljivanja rana u kasnim 1970-ima kada je razumijevanje ovog procesa bilo u vrlo ranoj fazi. Vidjelo se da sve rane koje su nastale kod bebe prije sedmog mjeseca trudnoća nije ostavio ožiljke i postoji brzo zacjeljivanje ožiljaka u ranom razvoju fetusa. To je navelo istraživače da pokušaju ponovno stvoriti ili replicirati ova jedinstvena svojstva kože fetusa koja bi se mogla koristiti za regenerativnu medicinu. Poznato je da koža fetusa ima vrlo visoke razine a protein nazvan fibronektin. Ovaj protein fibronektin općenito se sastavlja u izvanstanični matriks koji zauzvrat pomaže ili bolje rečeno potiče vezanje i adheziju stanica. Jedinstveno je to što je ovo svojstvo vrlo isključivo za fetus koža a ne nalazi se u odraslim stanicama. Da bismo dalje razradili ovo svojstvo, protein fibronektin ima dvije jedinstvene strukture: globularnu i fibroznu. Globularnu strukturu tj. onu sferičnog oblika nalazimo u krvi, dok su tkiva u tijelu fibrozna. Fibronektini su se uvijek smatrali potencijalno dobrim kandidatima za zarastanje rana ali proizvodnja vlaknastih fibronektina dosad je ostala izazov. U dvojnim studijama objavljenim nedavno, istraživači su pružili uvid u dvije različite vrste nanovlakna obloge koje koriste proteine koji se prirodno pojavljuju u biljkama i životinjama. Ovi se zavoji reklamiraju kao vrlo učinkoviti u zacjeljivanju i ponovnom rastu tkiva u rani. Ove trenutne studije su bile pioniri u mogućnosti stvaranja i razvoja nanovlakana za zacjeljivanje rana. Cjelokupna ideja autora bila je kreiranje obloga s ciljem razvoja terapeutskih sredstava za rane, posebice one zadobivene tijekom rata. Zacjeljivanje takvih rana je bolan proces i nedovoljno je podržan trenutno dostupnim terapijskim sredstvima za rane.
U prvoj studiji objavljenoj u biominerali, istraživači s Harvardske škole za inženjerstvo i primijenjene znanosti Johna A. Paulsona (SEAS) i Instituta za biološki nadahnuto inženjerstvo Wyss proizveli su vlaknasti fibronektin na platformi zvanoj Rotary Jet-Spinning (RJS), razvijenoj u kući1. Oni su opisali a previjanje rane korištenjem fetalnog tkiva. Proces u 2 koraka bio je jednostavan u kojem se najprije otopina tekućeg polimera (ovdje, globularni fibronektin otopljen u otapalu) učitava u rezervoar i centrifugalnom silom gura u mali otvor dok se ovaj stroj okreće. Kada ova otopina napusti rezervoar, otapalo isparava i polimeri se skrućuju. Ova snažna centrifugalna sila razvija globularni fibronektin u mala, tanka vlakna (manje od jednog mikrometra u promjeru). Ova vlakna se mogu skupljati zavojima ili zavojima. Ispitivanja na životinjama pokazala su da su rane tretirane ovim novim fibronektinskim zavojem pokazale 84 posto obnove kožnog tkiva unutar samo 20 dana, dok su normalni zavoji obnovili 55.6 posto. Djelovanje ovog zavoja dobro je objašnjeno. Zavoj se integrira u ranu i djeluje kao poučna skela koja zatim omogućuje različitim matičnim stanicama da provedu potrebnu regeneraciju i pomoć za proces zacjeljivanja tkiva u rani. Materijal se na kraju apsorbira u tijelu. Rane tretirane ovim fibronektinskim zavojem imaju vrlo normalnu debljinu epiderme, a također i dermalnu strukturu. Čak je i kosa ponovno izrasla na području rane nakon što je zacijelila. Ovo je veliko postignuće jer je ponovni rast kose ostao jedan od glavnih izazova u području zacjeljivanja rana. U usporedbi sa standardnim procesima regeneracije kože, ovaj je postupak učinkovito popravio tkivo i regenerirao folikul dlake uz pomoć samo jednog materijala. Očito, takav pristup ima značajne prednosti za prevođenje istraživanja u stvarnu upotrebu. Ovi fibronektinski zavoji mogu biti prikladni i korisni za male rane, posebno na licu i rukama gdje je važno spriječiti bilo kakve ožiljke.
U njihovoj drugoj studiji objavljenoj u napredan Zdravstvo Materijali, istraživači su razvili nanovlakna na bazi soje koja su potaknula zacjeljivanje rana2. Sojin protein sadrži, prvo, molekule slične estrogenu (za koje je dokazano da ubrzavaju zacjeljivanje rana) i drugo, bioaktivne molekule koje doprinose izgradnji i podržavanju ljudskih stanica u tijelu. Ovi se tipovi molekula rutinski koriste u reproduktivnom sustavu lijek. Vrlo je zanimljivo da kad god je razina estrogena viša u ženskom tijelu, posjekotine ili modrice brže zacjeljuju. To je razlog zašto trudnice brže ozdrave jer imaju tako visok nivo estrogena. To je također razlog zašto nerođeno dijete u maternici zacjeljuje rane bez ožiljaka zbog visokih razina prisutnog estrogena. Istraživači su koristili isti RJS za uvrtanje ultratankih sojinih vlakana u obloge za rane. Ovi pokusi su također pokazali da obloge na bazi soje i celuloze na rani pokazuju 72 posto povećano i poboljšano zacjeljivanje, u usporedbi sa samo 21 posto u ranama bez ove obloge od proteina soje, što ih čini iznimno obećavajućim. Ovi zavoji su jeftini i stoga optimalno prikladni za široku upotrebu, na primjer za žrtve opeklina. Takve isplative skele smatraju se otkrićem i imaju ogroman potencijal za regeneraciju, posebno za miliciju, zavoje pod okriljem tehnologije nanovlakana. Harvardski ured za tehnološki razvoj zaštitio je intelektualno vlasništvo koje se odnosi na ove projekte i istražuje mogućnosti komercijalizacije.
***
{Izvorni istraživački rad možete pročitati klikom na vezu DOI koja se nalazi u nastavku na popisu citiranih izvora}
Izvor (i)
1. Chantre CO i sur. 2018. Proizvodna nanovlakna fibronektina promiču zatvaranje rana i popravak tkiva u modelu dermalnog miša. biominerali. 166 (96). https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2018.03.006
2. Ahn S i sur. 2018. Skele od proteina soje/celuloze od nanovlakna koje oponašaju ekstracelularni matriks kože za poboljšano zacjeljivanje rana. Napredni materijali za zdravstvenu zaštitu. https://doi.org/10.1002/adhm.201701175
