Уникальное открытие: петербургские учёные создали ранозаживляющие нановолокна

Несколько лет исследований понадобилось учёным ИТМО, чтобы явить научному миру ранее не изведанное. За предмет изучения они взяли гиалуроновую кислоту — перспективный биополимер — и смешали его с двумя природными биологически активными веществами — куркумином и усниновой кислотой. В отличие от гиалуроновой кислоты, которая легко растворяется в воде, оба добавляемых вещества — гидрофобные. Эту проблему удалось решить с помощью лекарственного препарата диметил-сульфоксида.

— Мы для производства волокон не использовали дополнительные полимеры, такие как полиэтиленоксид, поливиниловый спирт. Мы не использовали токсические сорастворители, то есть в качестве сорастворителя у нас используется вещество, которое применяется в медицине, а также используется в качестве криопротектора. Поэтому наш материал будет полностью биосовместимый, -говорит аспирант ИТМО, сотрудник научно-исследовательского центра биоинженерии Пётр Снетков.

Благодаря использованию в качестве сорастворителя медицинского препарата, материал приобрёл дополнительные лечебные свойства, а дальше учёные поместили раствор в установку электроспиннинга.

— Метод основан на том, что к раствору подаётся электрическое напряжение, формируются одноимённо заряженные частицы, и за счёт того, что они начинают отталкиваться, происходит либо вытягивание волокон, либо образование частиц, — пояснил Пётр Снетков. — До нас никто не изготавливал волокна из гиалуроновой кислоты ни с куркумином, ни с усниновой кислотой. Тем более, со смесью тоже такого не было.

Область применения этого изобретения широкая, ведь учёные не только получили заживляющие нановолокна, но и одноимённые частицы из уникального раствора. Потенциально их можно использовать для адресной доставки лекарства прямо к пораженным органам.

— Если по отдельности эти компоненты сами по себе обладают уникальными биологическими свойствами, то вот в этой полимерной матрице, а эта полимерная матрица обладает синергическим действием… Она содержит компоненты, которые растворимые, у них очень высокая биодоступность и, благодаря этой гиалуроновой кислоте, вот это биологическое действие опосредованное через рецепторы — оно идёт быстрее, — сказала доцент факультета прикладной оптики, сотрудница научно-исследовательского центра биоинженерии Светлана Морозкина.

Заживляющие нановолокна можно успешно использовать при производстве бинтов и повязок, против ожоговых ран, язв, экзем, и меланом. Кстати, эффективного лечения от последних до сих пор не придумано.

Образующаяся плёнка — результат предварительных экспериментов. Она состоит из чисто гиалуроновой кислоты. На следующем этапе исследования учёные внедрили в структуру волокон два природных биологически активных вещества. Конечный результат — бинт или повязка с заживляющим нановолоконом — будет примерно такого цвета. Правда, до процесса производства ещё далеко.

Чтобы получать готовый продукт в промышленных масштабах в медицинской сфере, требуется минимум 5 лет. Нужно провести серию доклинических и клинических испытаний, получить патент, все необходимые разрешения и согласования, найти инвесторов и наладить массовое производство. Впрочем, у института точной механики и оптики в этом плане богатая практика. Научно-исследовательский центр, состоящий из 5 лабораторий, успешно функционирует уже восьмой год.

— Это бывают и заказы, и конкретные фирмы, с которыми мы работаем. Это, если нужно, и совместные разработки с медицинскими различными учреждениями и центрами. Это работа с онкологами, биологами, химиками-технологами по созданию различных покрытий, пленок с регеративными свойствами, — пояснила директор международного научно-исследовательского центра биоинженерии, профессор ИТМО Майя Успенская.

Об уникальности изобретения, заживляющего нановолокна, в ИТМО говорит тот факт, что даже не научную публикацию, а короткое сообщение об этом поместили на обложку престижного международного научного журнала среди множества других статей.