Plazmou aktivovaný hydrogélový obväz lepšie lieči chronické rany
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 20. 2. 2024
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Pomocou studeného plazmového prúdu na aktiváciu hydrogélu vedci vytvorili obväz s antibakteriálnymi vlastnosťami pre lepšie hojenie rán. Táto technológia by sa mohla použiť ako alternatíva k súčasnej liečbe, ktorá sa spolieha na antibiotiká na liečbu chronických rán, ako sú diabetické vredy na nohách.
Rastúci celosvetový počet diabetikov znamená, že ľudí, ktorí počas svojho života zažijú vred na nohe, pribudne. U 60 % diabetikov sa tieto vredy infikujú a v dôsledku zlého hojenia rán súvisiaceho s týmto stavom sa vredy často stávajú chronickými ranami.
Liečba chronických rán je zameraná na kontrolu infekcie a stimuláciu hojenia, ale je obmedzená. V súčasnosti sú štandardom obväzy impregnované antimikrobiálnym striebrom alebo antibiotikami, ktoré môžu byť menej účinné v dôsledku rezistencie na antibiotiká a potenciálu toxicity striebra. Výskumníci z Univerzity v Južnej Austrálii skúmali novú technológiu na kontrolu infekcie a stimuláciu hojenia prostredníctvom hydrogélu, ktorý je aktivovaný studenou plazmou ionizovaným plynom.
„Antibiotiká a strieborné obväzy sa bežne používajú na liečbu chronických rán, ale obe majú svoje nevýhody,“ povedal Endre Szili, zodpovedajúci autor štúdie. „Rastúca rezistencia na antibiotiká je globálnou výzvou a existujú aj veľké obavy z toxicity vyvolanej striebrom. V Európe sa strieborné obväzy z tohto dôvodu postupne vyraďujú.“
Predchádzajúce štúdie preukázali výhody používania ionizovaného plynu studenou plazmou na hojenie rán, konkrétne zníženie bakteriálnej záťaže a generovanie reaktívnych foriem kyslíka a dusíka (ďalej ako RFKD) aktiváciou molekúl kyslíka a dusíka v okolitom vzduchu. Doteraz bol hydrogél naplnený plazmou generovanými RFKD pred aplikáciou na ranu, ale postup nie je dokonalý.
„Napriek nedávnym povzbudivým výsledkom pri použití plazmou aktivovanej hydrogélovej terapie (PAHT) sme čelili výzve naplniť hydrogély dostatočnými koncentráciami RFKD potrebnými na klinické použitie,“ povedal Szili. „Túto prekážku sme prekonali použitím novej elektrochemickej metódy, ktorá zlepšuje aktiváciu hydrogélu.“
Výskumníci vytvorili svoj hydrogél s použitím poly(vinylalkoholu) (PVA) kvôli jeho rozšírenému regulačnému schváleniu na použitie v zdravotníctve a vynikajúcim mechanickým a biokompatibilným vlastnostiam. Hydrogél PVA bol spracovaný prúdom héliovej plazmy, aby sa aktivoval, čím sa generovali RONS. 8% PVA hydrogélu bol určený ako optimálny ako PAHT obväz, pretože mohol byť ľahko aktivovaný plazmu generujúcimi RFKD, pričom si zachoval svoju štrukturálnu integritu, prispôsobivosť a schopnosť napučiavať.
Umiestnením hydrogélu nad hliníkovú platňu tak, aby s ňou zostal počas spracovania oblak plazmy, výskumníci porovnali dve techniky, aby zistili, či je možné elektrochemicky zvýšiť produkciu RFKD. Buď sa hydrogél udržiaval na „plávajúcom potenciáli“ odpojením hliníkovej platne od uzemneného vodiča alebo bol „uzemnený“.
Plazmou ošetrené hydrogély sa inkubovali tri hodiny, aby sa študovalo uvoľňovanie peroxidu vodíka (H2O2) a oxidu dusného (NO2-), ktoré sa použili ako markery pre celkové reaktívne formy kyslíka a reaktívne formy dusíka. Vedci zistili, že uzemnenie hydrogélu počas plazmového ošetrenia výrazne zvýšilo produkciu H2O2 a že produkcia H2O2 bola ďalej zvýšená hydratáciou gélu počas ošetrenia. Okrem toho vlhkosť na rozhraní plazmového prúdu a hydrogélu úzko korelovala so zvýšenou produkciou H2O2. Čo sa týka NO2-, uzemnenie zvýšenej produkcie vlhkosťou a hydratáciou malo zanedbateľný vplyv.
Počas in vitro experimentov bol hydrogél vysoko účinný pri kontrole rastu E. coli a P. aeruginosa, dvoch baktérií bežne sa vyskytujúcich pri vredoch diabetickej nohy. Hoci sa štúdia zamerala na diabetické rany, vedci tvrdia, že technológia by sa dala použiť na liečbu všetkých chronických rán a vnútorných infekcií.
„Hlavnou výhodou našej technológie PAHT je, že ju možno použiť na liečbu všetkých rán,“ povedal Szili. „Je to ekologicky bezpečná liečba, ktorá využíva prírodné zložky vo vzduchu a vode na výrobu svojich aktívnych zložiek, ktoré sa rozkladajú na netoxické a biokompatibilné zložky.“
Ďalším krokom je prejsť na klinické skúšky na optimalizáciu elektrochemickej technológie na liečbu ľudských pacientov. Výskumníci sa v budúcnosti budú zaoberať využitím technológie na liečbu rakovinových nádorov aktiváciou liekov obsiahnutých v hydrogéloch vstreknutých do tela.
„Aktívne zložky by mohli byť dodávané počas dlhého obdobia, čím by sa zlepšila liečba, s lepšou pravdepodobnosťou preniknutia do nádoru,“ povedal Szili. „Plazma má v lekárskom svete obrovský potenciál a toto je len špička ľadovca.“
Štúdia bola nedávno publikovaná v magazíne Advanced Functional Materials.
