Huden fungerar som huvudgränssnittet mellan den inre och yttre världen och är människokroppens största och viktigaste organ. Den utsätts ofta för många typer av fysiska skador eller sår, inklusive skärsår, skrapsår, repor, infektioner och sår.

Tyvärr, när man åldras, blir huden ömtåligare och mindre kapabel att läka sig själv utan hjälp. Med många länder som upplever en snabb ökning av den åldrande befolkningen, har efterfrågan på att behandla sådana hudsår skapat ett större behov av tillgängliga och effektiva sårvårdsprodukter.

Under de senaste decennierna har hydrogeler fått mycket uppmärksamhet för att behandla hudsår. När de appliceras över en lesion kan dessa speciella geler främja läkning genom att absorbera utsläppta vätskor (exsudat) och hålla såret skyddat, välhydrerat och syresatt.

De flesta utvecklade hydrogeler ges dock vidhäftande egenskaper till hudvävnad för att följa hudens rörelse. Eftersom dessa hydrogeler är klibbiga och fäster på huden och sårstället, sträcker de ut och expanderar själva såret när de sväller upp efter att ha absorberat exsudat.

Detta orsakar inte bara smärta för användaren utan ger dem också en högre risk för bakteriell infektion på grund av sårområdets expansion. Därför, för att skapa hydrogeler som effektivt kan behandla sår utan att störa sårläkningsprocessen, är det nödvändigt att experimentera med framställningen av hydrogeler baserade på nya idéer samtidigt som man använder befintliga materialegenskaper.

Mot denna bakgrund har ett team av forskare från Tokyo University of Science (TUS), Japan, nu föreslagit ett innovativt och högvärdigt medicinskt material för behandling av hudsår.

Som rapporterats i deras senaste studie publicerad i International Journal of Biological Macromolecules , utvecklade de en ny, billig hydrogel med en komponent som finns i tång, som uppnår fysiska egenskaper som är helt annorlunda än konventionella hydrogeler.

Studien leddes av Ryota Teshima, en masterstudent vid TUS. Biträdande professor Shigehito Osawa, Miki Yoshikawa, docent Yayoi Kawano, professor Hidenori Otsuka och professor Takehisa Hanawa, alla från olika fakulteter och institutioner vid TUS, var också en del av denna studie.

Metoden för framställning av den föreslagna hydrogelen är ganska enkel. Den gjordes med alginat, kalciumkarbonat och kolsyrat vatten. Alginat är ett biokompatibelt ämne som kan utvinnas från strandgjutet tång.

Det viktigaste är att det inte fäster starkt på celler eller hudvävnader. Tack vare den speciella struktur som bildas av alginat och kalciumjoner, förutom den skyddande effekten av CO₂ i kolsyrat vatten mot försurning uppvisade den resulterande hydrogelen inte bara idealiska pH- och fuktförhållanden för återhämtning av sår utan visade också betydligt lägre vidhäftning och svullnad, jämfört med andra kommersiella hydrogelförband.

Forskarna testade effektiviteten av deras nya hydrogel med hjälp av cellkulturer och en musmodell, som båda gav utmärkta resultat.

"Genom djurförsök visade vi att vår hydrogel har en hög terapeutisk effekt och samtidigt kan undertrycka den tillfälliga expansionen av sårområdet som orsakas av konventionella kliniska preparat", säger Mr. Teshima. "Detta bevisar vår initiala hypotes att geler med låg hudvidhäftning och lågsvällande egenskaper är utmärkta som sårförbandsmaterial, vilket är raka motsatsen till konventionell visdom."

Värt att notera alginat kan utvinnas ur strandtång, en förnybar resurs som ofta betraktas som ett kustnära avfallsmaterial. Eftersom den föreslagna hydrogelen inte bara är billig utan också biologiskt nedbrytbar, markerar denna utveckling ett viktigt steg mot framtida framsteg inom hållbar medicin.

"Medicinska material saknar fortfarande ett hållbarhetsorienterat perspektiv, och vi tror att denna forskning kommer att fungera som ett riktmärke för utformningen av framtida medicinska material och leda till hållbar och billig sårvård", säger Teshima. "Dessutom kan våra resultat hjälpa till att klargöra problem med hydrogelformuleringar som för närvarande används kliniskt och ge nya designriktlinjer för nästa generations sårbehandlingsgeler."

Mer information: Ryota Teshima et al, Lågvidhäftande och lågsvällande hydrogel baserad på alginat och kolsyrat vatten för att förhindra tillfällig utvidgning av sårställen, International Journal of Biological Macromolecules (2023). DOI:10.1016/j.ijbiomac.2023.127928

Tillhandahålls av Tokyo University of Science