Учёные НИТУ МИСИС улучшили многофункциональные медицинские пластыри, которые одновременно сочетают способность быстро останавливать кровотечение и защищать рану от широкого спектра штаммов бактерий и грибков. Наноматериал на основе полимерных волокон и наночастиц оксида цинка подавляет рост опасных патогенов, включая устойчивые к лекарствам микроорганизмы, при этом не вызывает раздражения тканей и сохраняет высокую совместимость с живыми клетками.
Современные раневые покрытия должны не только закрывать повреждённый участок кожи от внешней среды, но и создавать условия для быстрого восстановления тканей. Особенно важно предотвратить развитие инфекции, поскольку именно она часто становится причиной осложнений и длительного заживления.
Исследователи НИТУ МИСИС предложили решение — тонкие полимерные мембраны, состоящие из сети волокон, по структуре напоминающей естественный внеклеточный кожный матрикс человека. В основу материала лёг биосовместимый и биоразлагаемый полимер поликапролактон. В него встроили наночастицы оксида цинка, а на поверхность волокон закрепили хлоргексидин — широко применяемый антисептик.
«Такое сочетание обеспечивает комплексную защиту от инфекции. Хлоргексидин действует сразу после наложения пластыря, подавляя микроорганизмы на поверхности раны, а наночастицы оксида цинка создают длительный бактерицидный эффект. В результате материал оказался эффективен против целого ряда опасных возбудителей кожный инфекций, включая золотистый стафилококк, энтерококки, кишечную палочку, ацинетобактеры и грибок Candida auris. В испытаниях количество патогенов снижалось более чем в миллион раз. Дополнительным преимуществом разработки стала способность уменьшать кровопотерю более чем в шесть раз и сокращать время кровотечения примерно в полтора раза», — сказала инженер научного проекта НИЦ «Неорганические наноматериалы» НИТУ МИСИС Юлия Макарец.
Особое внимание исследователи уделили безопасности материала. Хотя антисептики и антибактериальные добавки помогают бороться с инфекцией, их применение может негативно влиять на живые клетки. Чтобы избежать этого, учёные подобрали минимальные ингибиторные концентрации компонентов, при которых сохраняется высокая эффективность без токсического воздействия на ткани.
Испытания показали, что жизнеспособность клеток кожи и иммунной системы при контакте с материалом оставалась выше 93%. Кроме того, исследователи не обнаружили признаков хронического воспаления, отмирания тканей или реакции организма на инородное тело. По структуре ткани, контактировавшие с новым покрытием, практически не отличались от здоровых. Подробности исследования опубликованы в научном журнале ACS Applied Materials & Interfaces (Q1).
«Разработка стала следующим этапом развития технологии, которую коллектив НИТУ МИСИС исследует уже несколько лет. В более ранних работах мы использовали наночастицы оксида меди и антибиотик Банеоцин. Новое покрытие основано на наночастицах оксида цинка и хлоргексидине, что позволило снизить потенциальные риски, связанные с применением антибиотиков, сохранив высокий бактерицидный эффект», — поделилась к.т.н. Кристина Котякова, научный сотрудник НИЦ «Неорганические наноматериалы» НИТУ МИСИС, руководитель проекта РНФ.
Как отметила ректор НИТУ МИСИС Алевтина Черникова, разработка учёных поможет облегчить раневую терапию, ускорить выздоровление и улучшить качество жизни пациентов. Сочетание бактерицидных, кровоостанавливающих и регенеративных свойств делает наноматериал на основе полимерных волокон и наночастиц оксида цинка перспективной основой для создания перевязочных средств нового поколения.
Работа проведена при поддержке Российского научного фонда (проект №
