Inteligentni zavoj za rane, koji je sposoban da kontroliše upalu, kreirala je Börte Emiroglu, naučnica iz Turske, koja živi u Cirihu i bavi se biomedicinskim inženjeringom u ETH Zurich. Pametni zavoj sastoji se od granularnog hidrogela. Male čestice gela mogu da budu dizajnirane da specifično hvataju inflamatorne signale ili oslobađaju molekule zarastanja. Naučni rad objavljen je u Advanced Healthcare Materials.
Pametni zavoj za rane mogao bi aktivno da utiče na proces zarastanja
Hronične rane su veliki medicinski izazov, opterećujući zdravstvene sisteme milijardama svake godine. Zbog toga je Pioneer Fellow Börte Emiroglu razvio novi proizvod: selektivni, sunđerast hidrogel koji smanjuje inflamatorne signale i aktivno podstiče zarastanje rana.
Iako Emiroglu priznaje da na početku akademske karijere nije ni znala šta je hidrogel upravo ta nepoznanica bila je ono što ju je fasciniralo i postalo odskočna daska za novu tehnologiju. Njen cilj bio je da razvije inteligentni zavoj za rane koji bi mogao aktivno da utiče na proces zarastanja hroničnih rana. Rešenje koje je osmislila zasniva se na granularnim hidrogelovima koji hvataju proinflamatorne signale iz tkiva, a istovremeno podržavaju regenerativne procese.
Hronične rane – poput onih koje nastaju zbog dijabetesa ili poremečaja cirkulacije – široko su rasprostranjen medicinski problem. Mnogi oboleli imaju otvorene kožne lezije koje jedva zarastaju mesecima ili čak godinama. To je često zbog preteranog imunog odgovora – umesto da napreduje ka regeneraciji, telo ostaje zarobljeno u kontinuiranoj petlji prekomerne inflamatorne aktivnosti.
Kako tačno funkcioniše zavoj za rane?
Emiroglu objašnjava da zavoj za rane cilja molekularne signale koji održavaju petlju.
– Želimo da izvedemo ranu iz inflamatornog stanja i damo joj prave instrukcije za zarastanje. Želimo da pomognemo tkivu da da signal kada je vreme za regeneraciju. Zamislite sunđer, materijal sa visokim kapacitetom apsorpcije. Tehnički gledano, sunđer se sastoji od sitnih čestica gela – poznatih kao mikrogelovi – koje su nevidljive golim okom. Kada se kombinuju u velikom broju, stvaraju meku, sunđerastu strukturu. U laboratoriji, materijal izgleda kao žele – objašnjava Emiroglu sa ETH Zurich.
Ova struktura, kako navodi, može da bude opremljena takozvanim ligandima – površinskim molekulima koji ciljaju i vezuju specifične signalne molekule što omogućava sunđeru da razlikuje korisne od štetnih signala.
– Ne želimo samo da apsorbujemo sve i svašta, kao što to radi kuhinjski sunđer. Potrebno je da selektivno uklonimo proinflamatorne molekule koji izazivaju pustoš u lokalnom tkivu, a istovremeno pokrenemo procese koji podstiču zarastanje – ističe Emiroglu.
Koncept zarastanja inspirisan prirodom
Koncept je u velikoj meri inspirisan prirodom. Transport mase je efikasan na kratkim udaljenostima u prirodi, posebno kod jednoćelijskih organizama, objašnjava naučnica. Ali, čim se pojave složeniji organizmi, postoji potreba za strukturama koje efikasnije organizuju razmenu materije – tako ćelije unutar tkiva funkcionišu i komuniciraju jedna sa drugom.Upravo su ovi principi inspirisali Emiroglu i poslužili kao model za inteligentni zavoj za rane.
Tehnologija se oslanja na mnoštvo malih gradivnih blokova kako bi se stvorila prilagodljiva, funkcionalna struktura.
– U mogućnosti smo da proširimo ovu biblioteku gradivnih blokova što će nam u budućnosti omogućiti da prilagodimo našu tehnologiju različitim grupama pacijenata i osnovnim bolestima – naglašava Emiroglu, što znači da zavoj može da reaguje na razne vrste defekta tkiva.
U planu i razvoj tehnologije za unutrašnje oštećenje tkiva
Dok se istraživači trenutno fokusiraju na hronične rane na površini kože, tehnologija bi takođe mogla da pomogne kod unutrašnjih oštećenja tkiva, kao što je zarastanje kostiju, hrskavice ili tetiva.
– Ova tkiva mogu da imaju ograničeno snabdevanje krvlju i stoga često zahtevaju efikasnu razmenu mase tokom regeneracije – objašnjava Emiroglu.
Za razliku od trenutnih metoda, kao što su mehanički uređaji za usisavanje ili nespecifični zavoji za rane, koji potpuno isušuju ranu, novi zavoj za rane cilja na uzrok i namenjen je za upotrebu u ranoj fazi.
