Хронические диабетические раны распространены у пациентов и трудно поддаются лечению, представляя собой значительную медицинскую проблему. Разработка многофункциональных гидрогелевых повязок с хорошо продуманной морфологией и структурой может повысить их гибкость и эффективность в лечении ран.
Профессор Хунбо Чжан из Университета Або Академи в Финляндии и его коллеги предложили самовосстанавливающуюся гидрогелевую повязку на основе структурных цветных микросфер для лечения ран. Их исследование опубликовано в журнале Nano-Micro Letters.
Эти микросферы состоят из каркаса из обратного опала с фототермической реакцией, изготовленного из метакрилированной гиалуроновой кислоты, метакрилированного фиброина шелка и квантовых точек черного фосфора (BPQD), а также внедренного в динамические гидрогели.
Динамический гидрогелевый наполнитель образуется посредством реакции конденсации Кнёвенагеля между цианоацетатом и функционализированным бензальдегидом декстраном (DEX-CA и DEX-BA). Примечательно, что композитные микросферы могут свободно наноситься и, используя фототермический эффект, опосредованный BPQD, и термообратимое изменение жесткости динамического гидрогеля, могут прилипать друг к другу под воздействием ближнего инфракрасного излучения.
Кроме того, микросферы совместно загружены мелиттином и фактором роста эндотелия сосудов , с поведением высвобождения, которое можно регулировать с помощью того же механизма. Кроме того, процесс высвобождения лекарства можно эффективно контролировать с помощью визуальных изменений цвета. Эта система микросфер демонстрирует идеальные возможности в контролируемом высвобождении лекарства и эффективном лечении ран.
Чжан и коллеги оценили эффективность заживления ран in vivo композитными микросферами (CMP) в модели хронической диабетической раневой инфекции полной толщины. Диабетическая модель у крыс Sprague-Dawley (SD) была создана посредством внутрибрюшинной инъекции стрептозотоцина (STZ).
После стабилизации уровня глюкозы в крови на спинной части крыс были созданы круглые раны кожи на всю толщину. Затем были проведены различные вмешательства на разных группах крыс для оценки эффективности CMP в содействии заживлению ран.
Статистический анализ зон закрытия ран и толщины регенерированного эпителия показал, что группа, получавшая лечение с использованием двухкомпонентных CMP в сочетании с облучением в ближнем инфракрасном диапазоне (NIR), продемонстрировала превосходные результаты заживления ран, значительно превзойдя другие группы. Эти результаты свидетельствуют о том, что синергические эффекты контролируемого NIR облучения и интеллектуальная реакция CMP играют решающую роль в улучшении заживления ран.
Бактериальная инфекция является основной причиной замедленного заживления хронических ран. Исследовательская группа провела трихромное окрашивание по Массону для оценки отложения коллагена в месте раны. В группе, нагруженной лекарственными препаратами, расположение и плотность коллагена были более выраженными, с повышенным образованием коллагена, что подтверждает способность CMP способствовать отложению внеклеточного матрикса.
Неоваскуляризация также играет важную роль в заживлении ран. Для исследования влияния VEGF (фактора роста эндотелия сосудов) на заживление ран использовалось иммунофлуоресцентное окрашивание на CD31 для характеристики новообразованных кровеносных сосудов. Флуоресцентные изображения выявили меньшее количество CD31-позитивных областей в контрольной группе, тогда как группа CMPs@AMP&VEGF + NIR продемонстрировала самую высокую экспрессию CD31.
