Группа специалистов в области материаловедения, биотехнологий и медицины из Шанхая протестировала новый шовный материал, напоминающий по структуре многослойный кабель. После наложения такой шов вырабатывает слабое электрическое поле, которое помогает тканям быстрее заживать и снижает риск инфекций.
© National Cancer Institute, unsplash.com
Обычно на глубокую рану после хирургической операции или травмы накладывают швы, которые стягивают ткани, пока идет их восстановление. Из прошлых исследований известно, что ускорить регенерацию в таких случаях можно с помощью электрической стимуляции, активизирующий рост и миграцию клеток в место повреждения.
Существующие методики требовали внешних приспособлений для подобной терапии. Теперь же китайские ученые разработали новый тип биоразлагаемых нитей для сшивания ран, которые сами генерируют электрическое поле в ответ на натяжение тканей, возникающее, например, при движении. Статья об этом недавно вышла в журнале Nature Communications.
По словам создателей, материал представляет собой многослойную коаксильную структуру с сердцевиной из магниевой нити и нескольких полимерных покрытий. Внутренняя оболочка выполнена из нановолокон сополимера молочной и гликолевой кислот, а внешняя — из поликапролактона. Все составляющие — биологически разлагаемые.
Помимо того, что композитная нить обладает отличными прочностными свойствами, в виде шва она вырабатывает электрическое поле, реагируя на деформации при сокращении и расслаблении мышечных тканей раны. Опыты показали, что электростимуляция, напряжение при которой составляло примерно 2,8 вольта, сохранялась на протяжении двух недель и существенно ускорила заживление.
В частности, в тестах на лабораторных моделях площадь раневой поверхности, которая изначально составляла 69%, с использованием нового шовного материала за 24 часа уменьшилась до 10,8%, а в контрольных образцах, где электростимуляции не было, — только до 32,6%. В первом случае фибробласты — клетки соединительной ткани — активнее перемещались к поврежденной области, что свидетельствовало о более быстрой регенерации.
Схожие результаты исследователи наблюдали и в испытаниях электростимулирующей нити на крысах. В группе, где ее применяли, швы у животных через 10 дней практически зажили, в отличие от других подопытных, у которых использовали традиционный шовный материал или рану не зашивали.
По оценкам ученых, заживление ускорилось примерно на 50%. Кроме того, даже без ежедневной дезинфекции у крыс из первой группы сохранялся низкий уровень бактерий в ране. Ученые полагают, что благодаря противомикробному эффекту новый тип нитей поможет снизить число случаев послеоперационных инфекций.
Для подтверждение указанных свойств в дальнейшем планируются клинические испытания на людях. Если они пройдут успешно, у медиков появится альтернатива традиционным материалам для сшивания ран.
Новинка обеспечит улучшенную регенерацию и при этом не потребует дополнительных расходов, поскольку по стоимости сопоставима с рассасывающимися нитям, которые сегодня применяют в хирургии, отметили авторы статьи.
