Наноклей вместо кетгута
Разработка французских исследователей, работающих под руководством Людвика Лейблера (Ludwik Leibler) из национального института медицинских исследований INSERM, может совершить переворот в хирургии и регенеративной медицине. Они продемонстрировали возможность использования водных растворов наночастиц для мгновенного «склеивания» краев глубоких повреждений тканей и мягкотканных органов.
В декабре прошлого года авторы впервые опубликовали в журнале Nature новаторскую концепцию склеивания гелей и биологических тканей с помощью наночастиц. Лежащий в ее основе принцип очень прост: наночастицы, содержащиеся в распределенном по подлежащим склеиванию поверхностям растворе, связываются с молекулярным каркасом геля (или ткани). Этот феномен известен как адсорбция. В то же самое время гель (или ткань) связывает эти частицы между собой. В результате между двумя склеиваемыми слоями формируется огромное количество связей. Весь процесс адгезии, не являющийся химической реакцией, завершается в течение нескольких секунд. Проведенные недавно эксперименты на крысах продемонстрировали, что описанный метод может полностью изменить клинический подход к заживлению ран.
В рамках первого эксперимента исследователи сравнили два метода заживления глубоких ран: традиционное наложение шва и нанесение водного раствора наночастиц с помощью кисточки. Второй метод оказался гораздо более легким в применении и обеспечил быстрое закрытие дефекта кожи, сохранявшееся до его полного заживления и не сопровождавшееся развитием воспаления или некроза. Сформировавшийся в результате шов практически незаметен.
Иллюстрация первого эксперимента на крысах. Слева направо: повреждение кожи, нанесение раствора, сдавливание краев раны для ее закрытия, и через полминуты глубокая рана заживляется.
В рамках второго эксперимента авторы применяли водный раствор наночастиц для закрытия повреждений мягкотканных органов, таких как печень, легкие и селезенка. Наложение швов на такие органы является очень сложной манипуляцией, так как составляющие их ткани рвутся при прокалывании иглой.
Нанесение водного раствора наночастиц на края глубокого сильно кровоточащего разреза печени и их последующее прижатие друг к другу обеспечивало остановку кровотечения и закрытие раны. Для восстановления рассеченной доли печени ученые оборачивали вокруг разреза покрытую наночастицами пленку, что также останавливало кровотечение. В обеих ситуациях поврежденный орган сохранял свою функциональность и животные восстанавливались после вмешательства.
Авторы считают, что продемонстрированные манипуляции являются лишь единичными примерами огромных возможностей, открываемых наночастицами. В проводимых параллельно экспериментах исследователи с их помощью прочно прикрепили к сердцу используемые для клеточной терапии биоразлагаемые мембраны. Этому не помешали даже сильные механические сокращения сердечной мышцы. Это свидетельствует о возможности использования наночастиц для прикрепления к органам и тканям различных медицинских устройств, способствующих восстановлению и регенерации, или выполняющих функцию механического укрепления.
В целом новый метод адгезии обладает исключительным потенциалом в клинической практике. Он прост в применении, а входящие в состав раствора наночастицы, состоящие из оксида кремния и окисей железа, без проблем выводятся из организма.
Статья Anne Meddahi-Pelle et al. Organ Repair, Hemostasis, and In Vivo Bonding of Medical Devices by Aqueous Solutions of Nanoparticles опубликована в журнале Angewandte Chemie International Edition.
Евгения Рябцева
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам INSERM: Innovative strategy to facilitate organ repair.
22.04.2014