ComMat: гель на основе воды и холина может предотвратить ампутацию кнечностей

Ученые из Калифорнийского университета в Риверсайде разработали гель, который непрерывно вырабатывает кислород прямо в глубине раны и ускоряет заживление хронических повреждений, способных привести к ампутации. Результаты исследования опубликованы в журнале Communications Materials (ComMat).

Хроническими считаются раны, которые не заживают более месяца.

По оценкам, во всем мире от них страдают около 12 миллионов человек, при этом почти каждому пятому пациенту в итоге требуется ампутация. Одной из ключевых причин плохого заживления исследователи называют гипоксию — недостаток кислорода в глубоких слоях поврежденной ткани.

Команда под руководством доцента кафедры биоинженерии Калифорнийского университета Имана Ношади создала мягкий эластичный гель на основе воды и холина — биосовместимого соединения с антибактериальными свойствами. В сочетании с миниатюрной батареей, подобной тем, что используются в слуховых аппаратах, материал превращается в небольшую электрохимическую систему, расщепляющую молекулы воды и обеспечивающую стабильный поток кислорода.

В отличие от традиционных методов, при которых кислород подается только на поверхность, новый гель заполняет углубления раны и точно повторяет ее форму до застывания. Это позволяет доставлять кислород именно туда, где его уровень минимален и риск инфекции выше. Система способна поддерживать постоянную подачу кислорода до месяца — критически важный срок, поскольку формирование новых сосудов занимает недели.

В экспериментах на пожилых мышах с диабетическими ранами необработанные повреждения не заживали и часто приводили к гибели животных.

При использовании кислородного пластыря, который меняли раз в неделю, повреждения закрывались в среднем за 23 дня, а выживаемость значительно повышалась.

Авторы подчеркивают, что разработка может иметь более широкое применение. Контролируемая доставка кислорода важна не только для лечения хронических ран, но и для создания искусственных тканей и органов, где проблема недостаточного снабжения кислородом остается одной из главных.