Leczenie trudno gojących się ran to poważne wyzwanie dla współczesnej medycyny. Takie rany są nie tylko bolesne i uciążliwe dla pacjentów, ale i mogą prowadzić do poważnych powikłań, takich jak zakażenia, amputacje, a nawet śmierć. Jak sobie z tym wyzwaniem poradzić? Rozwiązaniem może być pomysł realizowany przez badaczy z Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie wspólnie z zespołami
z Uniwersytetu Jagiellońskiego, Uniwersytetu Rolniczego w Krakowie oraz Uniwersytetu Kolumbii Brytyjskiej w Vancouver w Kanadzie. Naukowcy wspólnie chcą opracować nowatorski opatrunek hydrożelowy zawierający składniki pochodzące z mleka owczego i wielbłądziego.
Opatrunek będzie miał właściwości antybakteryjne, przeciwzapalne i stymulujące regenerację tkanek, co ma przyspieszyć proces gojenia się ran i zredukować ryzyko powikłań.
Dlaczego mleko owcze i wielbłądzie?
Jak tłumaczą naukowcy, są bogate w substancje bioaktywne wspomagające regenerację skóry i gojenie się ran, w dodatku, w porównaniu np. do mleka krowiego, zawierają wysoki poziom insuliny, która ma szczególne znaczenie w procesie gojenia się ran. Insulina reguluje poziom glukozy we krwi i może wspomagać leczenie uszkodzonej skóry poprzez regulację reakcji zapalnych oraz stymulację migracji komórkowej. Dotychczasowe badania wykazują, że miejscowe podanie insuliny ma znaczący wpływ na gojenie się ran o podłożu cukrzycowym oraz ran oparzeniowych i przewlekłych.
– Uważamy, że mleko owcze i wielbłądzie będzie tym elementem opatrunku, który posiada potencjał leczniczy i przyczyni się do regeneracji komórek skóry – tłumaczy kierujący zespołem badawczym dr inż. Piotr Szatkowski z Katedry Biomateriałów i Kompozytów z Wydziału Inżynierii Materiałowej i Ceramiki AGH. – Opracowane biomateriały na bazie naturalnych substancji bioaktywnych mleka mogą znacząco poprawić wydajność oraz komfort leczenia pacjentów z problemami skórnymi ze szczególnym uwzględnieniem pacjentów cukrzycowych – dodaje.
Kurację ran cukrzycowych wspomagać ma przede wszystkich bogata zawartość bioaktywnych substancji w opatrunku, w tym insuliny, laktoferyny, kwasu orotowego czy sprzężonego kwasu linolenowego. Substancje te mają szczególnie znaczenie w procesie gojenia ran ze względu na ich właściwości między innymi przeciwzapalne, stymulujące rozwój i migracje komórek.
1,5 mln zł od NCBiR
Na realizację projektu naukowcy otrzymali ponad 1,5 mln zł z Narodowego Centrum Badań i Rozwoju. Jednym z najistotniejszych zadań będzie przeprowadzenie szczegółowych badań komórkowych i molekularnych określających bioaktywność opracowanego opatrunku.
– Mleko wielbłądzie będziemy pozyskiwać z fermy hodowlanej użytkującej mlecznie wielbłądy na terenie Polski – mówi prof. Szatkowski.
I tłumaczy, że pozyskane mleko zostanie w pierwszej kolejności zliofilizowane w – 80 °C, co uchroni zawarte w nim aktywne substancje przed rozkładem i zachowa je w pierwotnej postaci. – To bardzo istotny etap. Ważne, żeby mleko w obróbce termicznej nie utraciło swoich drogocennych właściwości – podkreśla naukowiec.
Zliofilizowane mleko będzie nośnikiem substancji bioaktywnych w opatrunkach hydrożelowych, które będą składały się z trzech warstw, w zależności od położenia warstwy względem rany ilość liofilizatu mleka będzie różna.
Etapy projektu
W pierwszym zadaniu badawczym naukowcy opracują hydrożelowy wielowarstwowy materiał opatrunkowy, który będzie zawierał substancje bioaktywne.
– Istotnym elementem będzie opracowanie najlepszej matrycy hydrożelowej dla tworzonego opatrunku. Ponadto musimy określić m.in. minimalną zawartość tzw. dodatków funkcyjnych w tworzonym opatrunku, właściwości fizykochemiczne materiału, czas użytkowania opatrunku w aspekcie możliwości przedłużenia czasu stosowania takiego opatrunku na ranie – wymienia kierownik zespołu.
Następnie naukowcy przeprowadzą szereg badań przesiewowych służących do biologicznej oceny opatrunku sfunkcjonalizowanego substancjami czynnymi pochodzącymi z mleka owczego i wielbłądziego. Kolejny etap testów obejmie analizy komórkowe, które sprawdzą czy badany opatrunek wpływa na żywotność komórek oraz tempo zarastania rany.
Będzie zgłoszenie patentowe
Zespół badaczy, który podjął się ambitnego zadania opracowania innowacyjnych opatrunków, składa się z ekspertów z obszaru inżynierii materiałowej, badań na materiałach pochodzenia zwierzęcego czy fizjologii i badań biomedycznych. W realizowanym zadaniu zespół z AGH w Krakowie opracuje przede wszystkim matryce opatrunku hydrożelowego wraz z przeprowadzeniem badań fizykochemicznych. Inżynierowie materiałowi w tym zadaniu zajmą się konstrukcją opatrunku, optymalizacją jego składu i wreszcie samym wytworzeniem.
Prof. Anna Ptak z Uniwersytetu Jagiellońskiego oraz dr hab. Edyta Molik i dr hab. Aneta Koronowicz z Uniwersytetu Rolniczego przeprowadzą z kolei badania substancji bioaktywnych mleka oraz szczegółowe badania komórkowe w warunkach in vitro wytworzonego opatrunku hydrożelowego.
Konsorcjanci zagraniczni, tj. badacze z Uniwersytetu w Kanadzie, wykonają specjalistyczne badania molekularne w celu określenia aktywności biologicznej opatrunku.
Następnie opracowany opatrunek będzie przedmiotem zgłoszenia patentowego.
