Ученые НИИКЭЛ разрабатывают новый вид антибактериальных покрытий для лечения ран

Научные сотрудники лаборатории фармакологических активных соединений НИИКЭЛ — филиал ИЦиГ СО РАН разрабатывают антибактериальные покрытия на основе синтетических нетканых материалов. Исследователи изучают различные способы введения и закрепления активных компонентов, чтобы получать материалы с заданными антибактериальными свойствами для защиты ран различного происхождения.

Нарушение целостности кожи, независимо от причины, создаёт условия для проникновения микроорганизмов и развития инфекционных осложнений. Поэтому современные перевязочные материалы должны быть не только средством механической защиты раневой поверхности, но и основой для локальной доставки антибактериальных веществ.

В НИИКЭЛ для создания таких материалов ученые используют тонковолокнистые полимерные матрицы, получаемые методом электроспиннинга или электроформования. Под действием электрического поля из раствора полимера формируются тонкие волокна, образующие пористый нетканый материал. Такая структура способствует прикреплению, миграции и пролиферации клеток, участвующих в восстановлении тканей, и тем самым может поддерживать процессы заживления ран. А изменяя состав исходного раствора и параметры процесса, ученые могут управлять структурой и функциональными свойствами покрытия.

Один из материалов, с которым работают исследователи, — поликапролактон: синтетический биоразлагаемый полимер, применяемый при создании медицинских изделий. Он позволяет формировать стабильные волокнистые структуры и вводить в материал дополнительные функциональные компоненты.

Научные сотрудники исследуют несколько подходов к приданию таким материалам антибактериальных свойств. Один из них предполагает введение активного вещества непосредственно в полимерный раствор. В процессе формирования волокон антибактериальный компонент включается в их структуру и в дальнейшем может постепенно высвобождаться из полимерной матрицы. В этом направлении, в частности, изучается возможность использования антибактериальных пептидов.

Другой подход основан на модификации поверхности уже сформированного материала и последующем закреплении на ней активного соединения. Исследования по поверхностной иммобилизации антибиотиков НИИКЭЛ проводит совместно с НИТУ МИСИС и Центральным европейским технологическим институтом CEITEC-BUT. В рамках совместного проекта была разработана технология ковалентного закрепления ципрофлоксацина на поверхности поликапролактоновых волокон. Подробнее об этой разработке — в материале НИТУ МИСИС «Химический „клей“ для антибиотика: новая методика удерживает лекарство на раневой повязке до 7 дней». https://misis.ru/news/10407/?utm_source=chatgpt.com

Такое сочетание нескольких технологических подходов позволяет сравнивать разные способы создания антибактериальных материалов. Активное вещество может находиться внутри волокон или быть связано с их поверхностью, а выбор метода зависит от свойств самого соединения и требуемого действия материала.

— Наша задача — исследовать разные варианты формирования антибактериальных покрытий и понять, как состав материала и способ введения активного компонента влияют на его свойства. Это позволяет рассматривать электроспиннинг не как технологию для получения одного конкретного изделия, а как платформу для создания функциональных материалов с различными антибактериальными компонентами, — отмечает руководитель лаборатории фармакологических активных соединений к. б. н. Анастасия Соловьева.

Полученные образцы проходят комплексную лабораторную оценку. Исследователи анализируют структуру волокон, содержание и высвобождение активных компонентов, антибактериальную активность материалов, а также их цитотоксичность и биосовместимость. Важная задача — определить сочетание состава и концентрации действующего вещества, при котором сохраняется антибактериальный эффект без нежелательного воздействия на клетки тканей.

Одним из практических направлений работы является создание композитных раневых покрытий на нетканой основе. Такие материалы могут быть адаптированы для использования при ранах различного происхождения — в тех случаях, когда необходимы защита раневой поверхности и локальное антибактериальное действие.

В дальнейшем исследователи планируют расширять спектр используемых антибактериальных компонентов, сравнивать различные способы их включения и иммобилизации и отбирать наиболее перспективные комбинации для создания прототипов медицинских изделий.

Фото – из архива ИЦИГ СО РАН