Forskere udvikler bæredygtig sårforbindingshydrogel baseret på tang og kulsyreholdigt vand

Huden fungerer som hovedgrænsefladen mellem den indre og den ydre verden og er det største og vigtigste organ i den menneskelige krop. Det er ofte udsat for mange typer fysiske skader eller sår, herunder snitsår, skrammer, ridser, infektioner og sår.

Desværre, når man ældes, bliver huden mere skrøbelig og mindre i stand til at hele sig selv uden hjælp. Med mange lande, der oplever en hurtig stigning i den aldrende befolkning, har efterspørgslen efter behandling af sådanne hudsår skabt et større behov for tilgængelige og effektive sårplejeprodukter.

I løbet af de sidste par årtier har hydrogeler fået meget opmærksomhed til behandling af hudsår. Når de påføres over en læsion, kan disse specielle geler fremme heling ved at absorbere udledte væsker (ekssudater) og holde såret beskyttet, godt hydreret og iltet.

De fleste udviklede hydrogeler får dog klæbende egenskaber til hudvæv for at følge hudens bevægelse. Da disse hydrogeler er klæbrige og klæber til huden og sårstedet, strækker de og udvider selve såret, når de svulmer op efter at have absorberet ekssudater.

Dette forårsager ikke kun smerte for brugeren, men sætter dem også i en højere risiko for bakteriel infektion på grund af sårområdets udvidelse. For at skabe hydrogeler, der effektivt kan behandle sår uden at forstyrre sårhelingsprocessen, er det derfor nødvendigt at eksperimentere med fremstillingen af ​​hydrogeler baseret på nye ideer og samtidig udnytte eksisterende materialeegenskaber.

På denne baggrund har et team af forskere fra Tokyo University of Science (TUS), Japan, nu foreslået et innovativt og højværditilvækst medicinsk materiale til behandling af hudsår.

Som rapporteret i deres nylige undersøgelse offentliggjort i International Journal of Biological Macromolecules , udviklede de en ny, billig hydrogel ved hjælp af en komponent, der findes i tang, og opnåede fysiske egenskaber, der er fuldstændig anderledes end konventionelle hydrogelers.

Undersøgelsen blev ledet af Mr. Ryota Teshima, en masterstuderende ved TUS. Adjunkt Shigehito Osawa, Ms. Miki Yoshikawa, lektor Yayoi Kawano, professor Hidenori Otsuka og professor Takehisa Hanawa, alle fra forskellige fakulteter og afdelinger på TUS, var også en del af denne undersøgelse.

Fremgangsmåden til fremstilling af den foreslåede hydrogel er ret ligetil. Det blev lavet ved hjælp af alginat, calciumcarbonat og kulsyreholdigt vand. Alginat er et biokompatibelt stof, der kan udvindes fra strandstøbt tang.

Det vigtigste er, at det ikke klæber stærkt til celler eller hudvæv. Takket være den specielle struktur dannet af alginat og calciumioner, ud over den beskyttende effekt af CO₂ i kulsyreholdigt vand mod forsuring udviste den resulterende hydrogel ikke kun ideelle pH- og fugtforhold for sårgenvinding, men viste også signifikant lavere vedhæftning og hævelse sammenlignet med andre kommercielle hydrogel-sårbandager.

Forskerne testede effektiviteten af ​​deres nye hydrogel ved hjælp af cellekulturer og en musemodel, som begge gav fremragende resultater.

"Gennem dyreforsøg har vi vist, at vores hydrogel har en høj terapeutisk effekt og samtidig kan undertrykke den midlertidige udvidelse af sårområdet forårsaget af konventionelle kliniske præparater," siger Mr. Teshima. "Dette beviser vores oprindelige hypotese om, at geler med lav hudadhæsion og lavt-hævende egenskaber er fremragende som sårforbindingsmaterialer, hvilket er det fuldstændige modsatte af konventionel visdom."

Værd at bemærke alginat kan udvindes fra strandstrandet tang, en vedvarende ressource, der ofte betragtes som et kystnært affaldsmateriale. Da den foreslåede hydrogel ikke kun er billig, men også biologisk nedbrydelig, markerer denne udvikling et vigtigt skridt mod fremtidige fremskridt inden for bæredygtig medicin.

"Medicinske materialer mangler stadig et bæredygtighedsorienteret perspektiv, og vi mener, at denne forskning vil tjene som et benchmark for design af fremtidige medicinske materialer og føre til bæredygtig og billig sårpleje," siger Mr. Teshima. "Desuden kan vores resultater hjælpe med at afklare problemer med hydrogelformuleringer, der i øjeblikket er i klinisk brug og give nye designretningslinjer for næste generation af sårbehandlingsgeler."

Flere oplysninger: Ryota Teshima et al., Low-adhæsion og lavt-svulmende hydrogel baseret på alginat og kulsyreholdigt vand for at forhindre midlertidig udvidelse af sårsteder, International Journal of Biological Macromolecules (2023). DOI:10.1016/j.ijbiomac.2023.127928

Leveret af Tokyo University of Science