Ученые из Республики Коми работают над созданием гидрогеля, который может ускорить заживление ран. Исследования стартовали в 2024 году и ведутся на базе Института химии Коми НЦ. Проект реализуется совместно с двумя федеральными медицинскими центрами в Москве.
Как рассказал старший научный сотрудник института Василий Михайлов, разрабатываемый материал состоит из двух ключевых компонентов. Основу гидрогеля формируют полисахариды — альгинат, получаемый из морских водорослей, либо хитозан, производимый из панцирей ракообразных. Эти вещества хорошо впитывают жидкость из раны и создают благоприятную среду для восстановления поврежденных тканей.
Дополнительным преимуществом хитозана является его антибактериальное действие. Однако сами по себе полисахариды обладают недостаточной прочностью и плохо подходят для закрепления и роста фибробластов — клеток соединительной ткани, отвечающих за выработку коллагена. Именно это потребовало поиска второго компонента.
В качестве добавки для прочности ученые предложили использовать твердые наночастицы целлюлозы, магнетита или хитина. Технологии их получения также разработаны специалистами Института химии. За счет введения нанокристаллов гидрогель становится более эластичным и устойчивым к механическим нагрузкам, а также способствует активному размножению фибробластов и ускоряет свертываемость крови. В отдельных случаях материал остается прозрачным, что позволяет визуально наблюдать процесс заживления.
Особый интерес исследователей вызывает магнетит. Его наночастицы можно ориентировать внутри гидрогеля с помощью магнитного поля. В результате материал приобретает разные механические свойства в зависимости от направления нагрузки, что позволяет имитировать структуру человеческих тканей и дополнительно ускорять восстановительные процессы.
В перспективе разработка должна превратиться в готовую гидрогелевую повязку в герметичной упаковке, пригодную для непосредственного применения. При контакте с раной она формирует оптимальную влажную среду и при этом остается доступной по стоимости, так как изготавливается из возобновляемого биосырья.
Проект реализуется при поддержке Российского научного фонда и рассчитан до 2027 года. В нем участвуют три организации: Национальный медицинский исследовательский центр реабилитации и курортологии, оценивающий совместимость материалов с фибробластами, НМИЦ гематологии, изучающий взаимодействие гидрогеля с кровью, а также Институт химии Коми НЦ, отвечающий за физико-химические свойства материала.
На данный момент исследования проводятся только in vitro — в лабораторных условиях, без испытаний на живых организмах. Для перехода к этапу in vivo ученым потребуется дополнительное финансирование. Без этого разработка не сможет выйти на стадию серийного продукта, доступного для практического применения.
Напомним, что юные ученые из Коми отправятся на финал всероссийского конкурса Вернадского
Фото: Freepik