Все мы с детства знаем, что пальцы нельзя совать в розетку, — ударит током, и от молний лучше прятаться. Электричество ассоциируется у нас с опасной для человека силой. Однако оно может и спасать.
Исследования последних десятилетий показывают, что электростимуляция раненых тканей может остановить развитие инфекции, повысить клеточный иммунитет, увеличить перфузию физиологических жидкостей и лекарственных препаратов и, как следствие, ускорить заживление. Кроме того, электрическое поле препятствует образованию рубцов.
Научная группа Политеха создала биосовместимый материал, который ускоряет заживление сложных повреждений мягких тканей и пораженных участков кожи при лечении хронических ран. Результаты исследования ученые опубликовали в журнале первого квартиля Functional Biomaterials.
В основе разработки — графен, углеродный материал, который при соединении с полиимидом (класс полимеров) делает его электропроводящим. Полученный материал используют в носимых устройствах (умные повязки, пластыри и биоэлектронные медицинские устройства), взаимодействующих с пораженным участком кожи. Промышленных аналогов материала в мире не существует.
Графен занимает особое место среди проводящих углеродных частиц. Он обладает уникальным сочетанием свойств: высокая проводимость, механическая прочность, химическая стабильность и оптическая прозрачность.
Полиимиды используются в медицинских приборах: биоэлектродах, сердечно-сосудистых катетерах, устройствах для доставки стентов и лекарств. Отличительная особенность полиимидных материалов — высокая стабильность механических, диэлектрических и термических свойств в широком диапазоне температур (от криогенных температур до почти +400 °C).
Ученые Политеха доказали, что материал биосовместим (проводимость материала близка к проводимости живых тканей) и не токсичен для фибробластов.
Фибробласты — клетки соединительной ткани, активно синтезирующие белки внеклеточного матрикса, в частности, коллаген. Дермальные фибробласты — движущая сила регенеративных процессов, происходящих в поврежденной коже и мягких тканях.
Экспериментами In Vitro (в пробирке) подтверждено, что предварительная электростимуляция на композитных пленках повышает активность фибробластов кожи человека по сравнению с неповрежденными клетками.
«Сейчас существует множество устройств, которые используют электростимуляцию, но в них есть существенный минус — электрод, который соприкасается с кожей, не обладает достаточной биосовместимостью, что ограничивает биомедицинский эффект — раны и рубцы заживают долго. Использование разработанного нами материала решает эту проблему и способствует более быстрому заживлению тканей», — комментирует руководитель проекта Вера Кодолова-Чухонцева.
Достоинства материала
- Материал совместим с клетками и тканями человека
- Легко стерилизуется при высоких температурах
- Используется многократно
- Остается стабильным при электростимуляции
📌 Исследование было проведено в рамках программы «Приоритет-2030». Проект выполняется в консорциуме, в который входят лаборатория «Полимерные материалы для тканевой инженерии и трансплантологии» СПбПУ и лаборатория «Синтеза высокотермостойких полимеров» Института высокомолекулярных соединений РАН. Интерес к разработке уже проявили промышленные гиганты, один из них АО Швабе Ростех.
Подписывайтесь на канал «Теория большого Политеха», чтобы следить за научной повесткой!
О других исследованиях политехников читайте в текстах:
