Naukowcy z Politechniki Łódzkiej opracowali innowacyjny opatrunek hydrożelowy do leczenia ran cukrzycowych. Opatrunek dostarcza do rany tetrapeptyd, który może odbudować i utworzyć w niej nowe naczynia krwionośne.
Zdaniem naukowców zastosowanie takiego opatrunku mogłoby zmniejszyć liczbę amputacji.
Leczenie ran cukrzycowych jest obecnie większym problemem w Polsce i na świecie niż leczenie innych rodzajów ran. Koszty takich terapii, a także społeczne skutki ran cukrzycowych są ogromne – z tego powodu w Polsce wykonuje się rocznie ponad 10 zabiegów. amputacja kończyny. Ze względu na specyfikę tych ran nie opracowano na świecie biomateriałów, które znacząco zwiększałyby prawdopodobieństwo ich gojenia.
Zespół prof. Janusz Rosiak z Międzywydziałowego Instytutu Techniki Radiacyjnej Politechniki Łódzkiej opracował technologię wytwarzania opatrunków hydrożelowych wzbogaconych o tetrapeptyd, który powoduje angiogenezę, czyli odbudowuje i tworzy nowe naczynia krwionośne w obrębie rany. Testy komórkowe takich biomateriałów dają pozytywne wyniki.
Opatrunek powstał na bazie opracowanego przez łódzkich naukowców hydrożelowego opatrunku, który według ich technologii produkowany jest na całym świecie od ponad 20 lat. Posiada właściwości idealnego opatrunku, dzięki czemu uzyskuje się doskonałe efekty w leczeniu ran oparzeniowych, odleżyn oraz trudno gojących się ran np. owrzodzeń troficznych.
Opatrunek hydrożelowy nakładany bezpośrednio na ranę, m.in. zapewnia dostęp tlenu do rany, stanowi barierę przed infekcjami zewnętrznymi, pochłania wysięki, zapewnia wilgotne środowisko, łagodzi ból, usuwa tkankę martwiczą z rany po jej usunięciu z rany. Jednocześnie umożliwia dawkowanie substancji leczniczej (w tym przypadku tetrapeptydu) ze stałą, stałą szybkością, bez konieczności interwencji lekarza.
Wydaje się, że opracowane przez nas rozwiązanie może być bardzo przydatne w leczeniu ran cukrzycowych. Koszt produkcji opatrunku jest bardzo niski, a jego produkcję można podjąć praktycznie bez dużych inwestycji – powiedział PAP, twórca opatrunku prof. Janusz Rosiak.
Opatrunek do leczenia ran cukrzycowych wymaga obecnie rozpoczęcia badań przedklinicznych i klinicznych, które – jak prof. Rosiak – nie są finansowane przez państwo. Dlatego chętnie współpracujemy z firmami zainteresowanymi produkcją takich opatrunków – dodał.
Podczas leczenia klasycznym opatrunkiem hydrożelowym wykonanym według metody Rosiaka stwierdzono, że ma on korzystny wpływ również w leczeniu tzw. stopy cukrzycowej, jednak prawdopodobieństwo wygojenia się tego typu rany z użyciem takiego opatrunku jest około 50 proc. – tak samo jak w przypadku innych rodzajów opatrunków znanych i stosowanych na świecie.
Wiąże się to ze specyfiką ran cukrzycowych, gdyż wyróżniają się one m.in. martwicą tkanek rany na skutek uszkodzenia i zniszczenia naczyń krwionośnych. Wiąże się to również z niszczeniem tkanki nerwowej i stopniowym obumieraniem tkanek otaczających ranę.
Podejmowane w Polsce i na świecie próby leczenia tego typu ran sprowadzają się do identyfikacji rodzaju infekcji bakteryjnych oraz stosowania antybiotyków lub innych substancji aktywnych, które mogą poprawić czystość rany. W oczekiwaniu na zagojenie się rany mogą zostać do niej dostarczone czynniki, które mogą wywołać angiogenezę, czyli odbudowę i powstanie nowych naczyń krwionośnych w obrębie rany. W tym celu stosuje się szereg substancji, tzw. czynników wzrostu.
Jak wyjaśnił prof. Rosiak, w swoich badaniach naukowcy z Łodzi napotkali w literaturze doniesienia o zastosowaniu prostego tetrapeptydu do indukowania angiogenezy poprzez dostarczanie go do leczonego obszaru ciała. Jest związkiem naturalnie powstającym w organizmie człowieka, o stosunkowo krótkim okresie półtrwania wynoszącym 5 minut, stąd jego stężenie w prawidłowo funkcjonującym organizmie jest bardzo niskie. Ten tetrapeptyd został zarejestrowany jako lek i zatwierdzony przez amerykańską Agencję ds. Żywności i Leków (FDA).
Jednak jego podanie do tkanek otaczających ranę odbywało się drogą iniekcji, co uniemożliwiało kontrolowanie obszaru działania i powodowało typowe efekty – szybkie osiąganie wysokich stężeń i równie szybkie zanikanie, co niweczy jej działanie terapeutyczne. Nasz oryginalny na skalę światową pomysł sprowadza się do próby połączenia opatrunku hydrożelowego z tym tetrapeptydem – tłumaczy naukowiec.
Opracowana przez łódzkich badaczy technologia wytwarzania opatrunku hydrożelowego polega na stworzeniu mieszaniny składników opatrunku w wodzie (ponad 90% jej składu stanowi woda), a następnie po umieszczeniu go w opakowaniu i zamknięciu, sterylizacji za pomocą wiązka elektronów. W efekcie powstaje sterylny plaster hydrożelowy, który służy jako opatrunek.
Problem badawczy polegał na tym, czy substancja czynna nie ulegnie zniszczeniu podczas sterylizacji, ponieważ tetrapeptyd w roztworze wodnym pod wpływem wiązki elektronów ulega całkowitemu zniszczeniu już przy dawkach elektronów, które nie zapewniają jeszcze sterylności produktu. Udało się jednak rozwiązać ten problem – dodał prof. Rosiaka.
Rozwiązanie zostało zgłoszone do ochrony w Urzędzie Patentowym. Dzięki wsparciu finansowemu Narodowego Centrum Badań i Rozwoju, łódzcy naukowcy przeprowadzili badania nad kinetyką uwalniania tetrapeptydu do rany, jego trwałością w opatrunku (może być stosowany nawet rok po jego wyprodukowaniu) oraz interakcja z komórkami.
Na poziomie molekularnym potwierdziliśmy ekspresję genów odpowiedzialnych za angiogenezę, a na poziomie komórkowym znaczne przyspieszenie proliferacji komórek śródbłonka. Wykazaliśmy też zależność uzyskanych efektów od stężenia tetrapeptydu i ustaliliśmy optymalną dawkę – zaznaczył profesor.
Naukowcy zapowiadają, że jeśli nie znajdą źródła finansowania dalszych badań nad opatrunkiem, nie wykluczają upublicznienia know-how swojego pomysłu. Problem leczenia tzw. stopy cukrzycowej dotyka ludzi na całym świecie i niekoniecznie musimy na tym zarabiać – uważa prof. Rosiaka. (PAPKA)