Revolutionarni hidrogel na bazi morskih algi i gazirane vode za liječenje kožnih rana
Održiv formulat hidrogela za prekrivanje rana sprječava širenje rane svojim svojstvima niske adhezije i niskog bubrenja te liječi rane.
Revolutionarni hidrogel na bazi morskih algi i gazirane vode za liječenje kožnih rana

Koža, kao glavno sučelje između unutarnjeg i vanjskog svijeta, najveći je i najvažniji organ ljudskog tijela. Često je izložena mnogim vrstama fizičkih ozljeda ili rana, uključujući posjekotine, ogrebotine, infekcije i čireve. Nažalost, kako osoba stari, koža postaje krhkija i manje sposobna sama se izliječiti bez pomoći. S obzirom na to da mnoge zemlje doživljavaju brzi porast starije populacije, potražnja za liječenjem takvih kožnih rana stvorila je veću potrebu za pristupačnim i učinkovitim proizvodima za njegu rana.

Tijekom posljednjih nekoliko desetljeća, hidrogeli su privukli puno pažnje za liječenje kožnih rana. Kada se nanesu na leziju, ovi posebni gelovi mogu potaknuti zacjeljivanje upijanjem ispuštenih tekućina (eksudata) i održavanjem rane zaštićenom, dobro hidratiziranom i oksigeniranom.

Međutim, većina razvijenih hidrogela dana je adhezivna svojstva tkivu kože kako bi pratili pokrete kože. Budući da su ovi hidrogeli ljepljivi i prionu za kožu i mjesto rane, oni se rastežu i šire ranu jednom kada nabubre nakon upijanja eksudata. To ne samo da uzrokuje bol korisniku, već ih i stavlja u veći rizik od bakterijske infekcije zbog širenja područja rane. Stoga, kako bi se stvorili hidrogeli koji mogu učinkovito liječiti rane bez ometanja procesa zacjeljivanja rane, potrebno je eksperimentirati s pripremom hidrogela temeljenih na novim idejama uz korištenje postojećih svojstava materijala.

U tom kontekstu, tim istraživača sa Sveučilišta za znanost u Tokiju (TUS), Japan, sada je predložio inovativan i visokovrijedan medicinski materijal za liječenje kožnih rana. Kako je izviješteno u njihovoj nedavnoj studiji objavljenoj u časopisu International Journal of Biological Macromolecules, razvili su novi, jeftin hidrogel koristeći komponentu pronađenu u morskim algama, postižući fizikalna svojstva potpuno različita od onih kod konvencionalnih hidrogela. Studija, koja je bila dostupna online 8. studenog 2023. godine, a bit će objavljena u siječnju 2024. godine u Volumenu 254, 3. dio časopisa, vodio je gospodin Ryota Teshima, magistar na TUS-u. U studiji su također sudjelovali docent Shigehito Osawa, gđa. Miki Yoshikawa, izvanredna profesorica Yayoi Kawano, profesor Hidenori Otsuka i profesor Takehisa Hanawa, svi s različitih fakulteta i odjela na TUS-u.

Metoda pripreme predloženog hidrogela je prilično jednostavna. Napravljen je koristeći alginat, kalcijev karbonat i gaziranu vodu. Alginat je biokompatibilna tvar koja se može izdvojiti iz morskih algi pronađenih na plaži. Najvažnije je da se ne lijepi čvrsto za stanice ili tkiva kože. Zahvaljujući posebnoj strukturi koju čine alginat i kalcijevi ioni, uz zaštitni učinak CO2 u gaziranoj vodi protiv zakiseljavanja, rezultirajući hidrogel ne samo da je pokazao idealne pH uvjete i vlažnost za oporavak rane, već je također pokazao znatno manju adheziju i bubrenje u usporedbi s drugim komercijalnim hidrogelnim oblogama za rane.

Istraživači su testirali učinkovitost svog novog hidrogela koristeći kulturu stanica i model miša, oba su dala izvrsne rezultate. "Kroz eksperimente na životinjama pokazali smo da naš hidrogel ima visok terapeutski učinak i u isto vrijeme može suzbiti privremeno širenje područja rane uzrokovanog konvencionalnim kliničkim pripravcima," primjećuje gospodin Teshima. "To dokazuje našu početnu hipotezu da su gelovi s niskom adhezijom na kožu i niskim svojstvima bubrenja izvrsni kao materijali za oblaganje rana, što je potpuno suprotno konvencionalnoj mudrosti."

Vrijedno je spomenuti da se alginat može izdvojiti iz morskih algi koje se nasuku na plaži, obnovljivog resursa koji se često smatra obalnim otpadnim materijalom. Budući da je predloženi hidrogel ne samo jeftin, već i biorazgradiv, ovaj razvoj označava važan korak prema budućem napretku održive medicine. "Medicinski materijali još uvijek nedostaju perspektive usmjerene na održivost, i vjerujemo da će ovo istraživanje poslužiti kao referentna točka za dizajn budućih medicinskih materijala i dovesti do održive i jeftine njege rana," kaže gospodin Teshima. "Osim toga, naša otkrića mogu pomoći razjasniti probleme s formulacijama hidrogela trenutno u kliničkoj upotrebi i pružiti nove smjernice za dizajn hidrogela nove generacije za liječenje rana."

Svakako se nadamo da će uvidi otkriveni u ovoj studiji utrti put novim rješenjima usmjerenim na poboljšanje medicinske skrbi za starije društvo!
=====
Title of original paper: Low-adhesion and low-swelling hydrogel based on alginate and carbonated water to prevent temporary dilation of wound sites
Journal: International Journal of Biological Macromolecules
DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2023.127928 
Article was originally published in English by Tokyo University of Science