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Neuer Nanofaserverband für eine effiziente Wundheilung

INGENIEURWISSENSCHAFTENNeuer Nanofaserverband für eine effiziente Wundheilung

Jüngste Studien haben neue Wundauflagen entwickelt, die die Heilung beschleunigen und die Geweberegeneration in Wunden verbessern.

Wissenschaftler entdeckten Ende der 1970er Jahre einen sehr wichtigen Aspekt der Wundheilung, als das Verständnis dieses Prozesses noch in einem sehr frühen Stadium war. Es wurde festgestellt, dass alle Wunden, die bei einem Baby vor dem XNUMX. Dies veranlasste die Forscher, diese einzigartigen Eigenschaften der fötalen Haut nachzubilden oder zu replizieren, die für die regenerative Medizin verwendet werden könnten. Es ist bekannt, dass die fetale Haut einen sehr hohen Gehalt an einem Protein namens Fibronektin aufweist. Dieses Protein Fibronektin baut sich im Allgemeinen zu einer extrazellulären Matrix zusammen, die wiederum die Zellbindung und -adhäsion unterstützt oder besser fördert. Einzigartig ist, dass diese Eigenschaft nur für die Haut des Fötus gilt und in adulten Zellen nicht zu finden ist. Um diese Eigenschaft weiter auszuarbeiten, weist das Fibronektin-Protein zwei einzigartige Strukturen kugelförmig und faserig auf. Die kugelförmige Struktur, dh die kugelförmige Form, findet sich im Blut, während Gewebe im Körper faserig ist. Fibronectine wurden schon immer als potenziell gute Kandidaten für Wundheilung aber die Herstellung von faserigen Fibronektinen ist bisher eine Herausforderung geblieben.In kürzlich veröffentlichten dualen Studien haben Forscher Einblicke in zwei verschiedene Arten von Nanofaser Wundauflagen, die in Pflanzen und Tieren natürlich vorkommende Proteine ​​verwenden. Diese Verbände werden als sehr effizient bei der Heilung und dem Wiederaufbau von Gewebe in einer Wunde angepriesen. Diese aktuellen Studien haben die Möglichkeit eröffnet, Nanofasern für die Wundheilung herzustellen und zu entwickeln. Die ganze Idee der Autoren war es, Verbände mit dem Ziel zu entwickeln, Therapeutika für Wunden zu entwickeln, insbesondere solche, die während des Krieges zugefügt wurden. Die Heilung solcher Wunden ist ein schmerzhafter Prozess und wird von den derzeit verfügbaren Wundtherapeutika unterversorgt.

In der ersten Studie veröffentlicht in Biomaterialien, haben Forscher der Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) und des Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering faseriges Fibronektin auf einer im eigenen Haus entwickelten Plattform namens Rotary Jet-Spinning (RJS) hergestellt1. Sie haben beschrieben a Wundverband durch die Verwendung von fetalem Gewebe. Der zweistufige Prozess war unkompliziert, bei dem zuerst eine flüssige Polymerlösung (hier globuläres Fibronektin in einem Lösungsmittel gelöst) in ein Reservoir gefüllt und durch eine Zentrifugalkraft in eine winzige Öffnung geschoben wird, während sich diese Maschine dreht. Wenn diese Lösung das Reservoir verlässt, verdampft das Lösungsmittel und die Polymere verfestigen sich. Diese starke Zentrifugalkraft entfaltet das globuläre Fibronektin zu kleinen, dünnen Fasern (weniger als ein Mikrometer Durchmesser). Diese Fasern können in Wundverbänden oder Bandagen gesammelt werden. Tierversuche zeigten, dass Wunden, die mit diesem neuen Fibronektin-Verband behandelt wurden, innerhalb von nur 2 Tagen 84 Prozent der Wiederherstellung des Hautgewebes zeigten, während die normalen Wundauflagen 20 Prozent wieder herstellten. Die Wirkung dieses Verbandes wurde gut erklärt. Der Verband integriert sich in die Wunde und wirkt wie ein lehrreiches Gerüst, das es dann verschiedenen Stammzellen ermöglicht, die notwendige Regeneration und Unterstützung des Heilungsprozesses von Geweben in der Wunde durchzuführen. Das Material wird schließlich vom Körper aufgenommen. Die mit diesem Fibronektin-Verband behandelten Wunden haben eine sehr normale epidermale Dicke und auch eine dermale Architektur. Sogar die Haare waren im Bereich der Wunde nach der Abheilung nachgewachsen. Dies ist ein großer Erfolg, denn das Nachwachsen der Haare ist nach wie vor eine der größten Herausforderungen im Bereich der Wundheilung. Im Vergleich zu Standardprozessen der Hautregeneration repariert dieses Verfahren effizient Gewebe und regeneriert auch Haarfollikel unter Verwendung nur eines Materials. Offensichtlich hat ein solcher Ansatz erhebliche Vorteile für die Umsetzung der Forschung in die tatsächliche Anwendung. Diese Fibronektin-Verbände können für kleine Wunden geeignet und nützlich sein, insbesondere im Gesicht und an den Händen, wo es wichtig ist, Narbenbildung zu vermeiden.

In ihrer zweiten Studie veröffentlicht in Fortgeschrittene Materialien für das Gesundheitswesenhaben Forscher eine Nanofaser auf Sojabasis entwickelt, die die Wundheilung fördert2. Sojaprotein enthält erstens östrogenähnliche Moleküle (die nachweislich die Wundheilung beschleunigen) und zweitens bioaktive Moleküle, die zum Aufbau und zur Unterstützung menschlicher Zellen im Körper beitragen. Diese Molekültypen werden routinemäßig in der Reproduktionsmedizin eingesetzt. Es ist sehr interessant, dass, wenn der Östrogenspiegel im Körper einer Frau höher ist, ihre Schnitte oder Prellungen schneller heilen. Dies ist der Grund, warum schwangere Frauen schneller heilen, weil sie einen so hohen Östrogenspiegel haben. Dies ist auch der Grund dafür, dass ein ungeborenes Baby im Mutterleib aufgrund des hohen Östrogenspiegels eine narbenlose Wundheilung ausübt. Die Forscher verwendeten das gleiche RJS, um ultradünne Sojafasern zu Wundverbänden zu spinnen. Diese Experimente zeigten auch, dass Wundauflagen auf Soja- und Zellulosebasis eine um 72 Prozent verbesserte und verbesserte Heilung zeigen, verglichen mit nur 21 Prozent bei Wunden ohne diesen Sojaproteinverband, was sie äußerst vielversprechend macht. Diese Verbände sind kostengünstig und somit optimal für den großflächigen Einsatz, beispielsweise bei Verbrennungsopfern, geeignet. Solche kostengünstigen Gerüste gelten als Offenbarung und haben ein enormes Potenzial für regenerative, insbesondere für die Milizionäre, Verbände unter dem Dach der Nanofaser-Technologie. Das Harvard Office of Technology Development hat das geistige Eigentum dieser Projekte geschützt und prüft Kommerzialisierungsmöglichkeiten.

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{Sie können das ursprüngliche Forschungspapier lesen, indem Sie auf den unten angegebenen DOI-Link in der Liste der zitierten Quellen klicken}

Quelle (n)

1. Chantre CO et al. 2018. Fibronektin-Nanofasern im Produktionsmaßstab fördern den Wundverschluss und die Gewebereparatur in einem dermalen Mausmodell. Biomaterialien. 166(96). https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2018.03.006

2. AhnS et al. 2018. Sojaprotein/Cellulose-Nanofasergerüste imitieren die extrazelluläre Matrix der Haut für eine verbesserte Wundheilung. Fortgeschrittene Materialien für das Gesundheitswesenhttps://doi.org/10.1002/adhm.201701175

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