Forskargruppen Smart Materials, koordinerad av Athanassia Athanassiou vid Istituto Italiano di Tecnologia (Italienska tekniska institutet), har utvecklat ett biokompatibelt bandage av växtbaserade material som laddat med C-vitamin kan påskynda läkningsprocessen av brännsår.
Publicerad i tidskriften ACS Applied Bio Materials , erbjuder dessa fynd potential för utveckling av liknande produkter för att behandla olika typer av hudskador, inklusive rivsår och sår. Dessutom representerar det nya bandaget ett lovande, miljömässigt hållbart alternativ till hudplåster.
Efter en brännskada genomgår det drabbade området vanligtvis rodnad och svullnad som ett resultat av inflammation, kroppens naturliga försvarsmekanism. Ändå kan överdriven inflammation kontraproduktivt utlösa genereringen av fria syreradikaler, vilket hindrar läkningsprocessen.
För att ta itu med denna oro har forskare vid IIT tagit fram ett biokompatibelt bandage som kan blockera en överdriven ökning av inflammationsnivån och minska antalet fria radikaler, vilket förkortar den tid som behövs för läkning. Dessutom försämras bandaget naturligt inom några dagar, vilket minskar farhågor om ytterligare avfallsgenerering.
Bandaget är tillverkat av ett nytt biologiskt nedbrytbart material utvecklat av teamet, bestående av zein, ett protein som erhålls från majs; pektin, ett socker som finns i skalet på många frukter, som till exempel ett äpple; och sojalecitin, ett ämne som kommer från den liknande växten.
Förbandet utnyttjar sin porösa konsistens och är impregnerat med vitamin C, känt för sina medfödda antiinflammatoriska och antioxidantegenskaper. När det väl applicerats på brännskadan frisätter det gradvis vitamin C, vilket stabiliserar inflammationsnivåerna och minskar produktionen av fria radikaler.
Produktens kompatibilitet med mänskliga celler, en nyckelfunktion som avgör dess möjliga framtida användning på människor, har visats genom in vitro laboratorietester på keratinocyter, cellerna som utgör huden.
Dessa tester har också visat att nivåerna av tre nyckelmolekyler kopplade till inflammation (interleukiner IL-1β, IL-6 och tumörtillväxtfaktor TNF-α) minskade med 50 % i närvaro av bandaget, jämfört med när det inte var det. på plats.
Dessutom visade samma jämförelse en minskning – upp till 70 % mindre – i antalet fria syreradikaler. Slutligen observerades en ökning av produktionen av kollagen, en avgörande molekyl i hudläkningsprocesser, tillsammans med en ökning av fibroblaster, de celler som är involverade i sårreparation.
För att validera dessa resultat utfördes en serie prekliniska tester som visade produktens förmåga att minska inflammation. Alla dessa bevis belyser effektiviteten av bandaget som utvecklats av IIT för att påskynda läkningen från brännskador.
"För det här bandaget började vi med idén att enbart använda material av naturligt ursprung, men nu skulle vi vilja gå ännu längre", säger Fabrizio Fiorentini, forskare vid Smart Materials-laboratoriet. "Målet kommer att vara att skapa en mycket liknande produkt, men att använda ämnen som härrör från matavfall för att tillgodose konceptet cirkulär ekonomi."
"Detta är bara en av de möjliga tillämpningarna för denna kategori av smarta material", säger Athanassiou, chefsutredare för IIT:s enhet för smarta material.
"Vi arbetar på andra enheter som kan påskynda läkningen, inte bara av brännskador, utan också olika andra typer av sår, såsom rivsår eller hudsår, patologier som drabbar över en halv miljon människor i Italien och ofta begränsar personligt oberoende."
Mer information: Fabrizio Fiorentini et al, Växtbaserade, hydrogelliknande mikrofibrer som en antioxidantplattform för läkning av brännskador, ACS Applied Bio Materials (2023). DOI:10.1021/acsabm.3c00214
Tillhandahålls av Italian Institute of Technology
