Бинт против кровотечения и заражения

В случае огнестрельного ранения или другой травмы необходимо очень быстро принимать меры и для остановки кровотечения, и для предотвращения инфицирования. Исследователи разработали «умный перевязочный материал» двойного действия, который со временем сможет спасать жизни, сразу решая обе проблемы.

Паула Хэммонд (Paula T. Hammond), специалист по химической технологии из Массачусетского технологического института и ее коллеги занимались разработкой перевязочных материалов, высвобождающих лекарственные препараты, в течение нескольких лет.

Ранее исследователи использовали метод послойной сборки для получения пленок микрометровой или даже нанометровой толщины, способных к высвобождению лекарственного препарата в течение определенного времени. С помощью орошения или распыления они вводили в желатиновую губку водный раствор, содержащий лекарственный препарат. Этот активный слой чередовался с раствором другой активной молекулы, приклеивавшейся к первому слою благодаря различию зарядов или какому-либо другому комплементарному свойству. Ранее в группе Хэммонд уже были получены пленки, высвобождавшие свертывающий кровь препарат тромбин, который при испытаниях на животных продемонстрировал способность останавливать кровотечение. Другая пленка была способна выделять антибиотик ванкомицин в течение длительного времени.

Несмотря на успехи в создании материалов, высвобождающих отдельные лекарственные препараты, создание перевязочных материалов, способных к высвобождению сразу нескольких лекарств, представляло собой непростую задачу. Если тромбообразующий агент и антибиотик будут выделяться с одинаковой скоростью, выделение тромбина может оказаться слишком медленным для эффективного свертывания крови, а антибиотика — слишком быстрым для достижения эффективной защиты от инфекции.

Отталкиваясь от результатов прежних работ, исследователи захотели создать перевязочный материал, который может выделять оба лекарственных препарата в нужное время и с нужной скоростью. Однако они знали, что условия, применяющиеся для изготовления тромбинсодержащего покрытия, могут повредить пленку, высвобождающую ванкомицин. В конечном итоге им удалось найти способ стабилизации покрытия, содержащего антибиотик, за счет ковалентного связывания ванкомицина с поли(бета-L-молочной кислотой) (PMLA). Пленка ванкомицин-PMLA сохраняет устойчивость, если ее покрыть тромбином, а связывание PMLA с ванкомицином не влияет на противомикробные свойства последнего.

На следующем этапе исследователи испытали свойства желатиновых губок, содержащих тромбин и агрегат ванкомицин-PMLA. При растворении полимеров-подложек в пленке большая часть тромбина выделяется незамедлительно, в течение нескольких минут. Ванкомицин, связанный с полимолочной кислотой, затем выделяется с меньшей скоростью, полностью высвобождаясь в течение нескольких суток. При испытаниях in vitro тромбин, выделявшийся из перевязочного материала, взаимодействует с другими факторами крови, формируя тромбы. Испытания активности выделяющегося из перевязочного материала антибиотика показали, что он подавляет Staphylococcus aureus с той же эффективностью, что и контрольный образец ванкомицина.

Перевязочный материал на основе желатиновой губки быстро высвобождает тромбин, останавливая кровотечение (красные точки). Далее в течение нескольких часов он выделяет ванкомицин (синие точки) для предотвращения заражения раны. Остальные полимерные материалы, удерживающие пленки вместе (синие и зеленые линии), также растворяются.
(Рисунок из статьи Hsu et al. Multifunctional Self-Assembled Films for Rapid Hemostat and Sustained Anti-infective Delivery // ACS Biomater. Sci. Eng., 2015 — ВМ).

Хасан Алам (Hasan B. Alam), специалист по медицине катастроф из Университета Мичигана, отмечает, что новые перевязочные материалы кажутся перспективными, но требуют дополнительных исследований — для доказательства полезности новых повязок необходимо испытать их на подопытных животных.

Хэммонд говорит, что в настоящий момент ее группа проводит исследования in vivo, а также высказывает заинтересованность в создании других типов перевязочных материалов, высвобождающих различные комбинации лекарств — болеутоляющих или препаратов, способствующих ускоренному заживлению раны.

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru