Защитный покров с тройным действием: в НИТУ МИСИС разработали повязку для «людей-бабочек»

Как сообщили в НИТУ МИСИС, биоинженеры университета разработали прототип многофункциональной повязки для пациентов с врождённым буллёзным эпидермолизом (ВБЭ), которых называют «людьми-бабочками». Разработка одновременно выполняет функции защитного покрытия и локальной системы доставки лекарственных веществ тройного действия, предназначенной для снижения риска инфекций, уменьшения боли и стимуляции восстановления тканей.

Контекст заболевания и ограничения существующей терапии

Врождённый буллёзный эпидермолиз относится к группе редких генетических заболеваний, при которых кожа и слизистые оболочки ранимы и образуют болезненные пузыри и раны даже при минимальном механическом воздействии. Из-за высокой вариативности мутаций устранить первопричину патологии пока не удаётся, поэтому главным методом терапии остаются специальный уход и регулярные перевязки, в которых нуждаются более 70% пациентов.

Заболевание существенно снижает качество жизни и часто осложняется инфекциями и рубцеванием, при этом свыше 65% больных получают инвалидность в возрасте до двух лет.

Применяемые в настоящее время медицинские повязки защищают повреждённые участки кожи от внешнего воздействия, но не оказывают комплексного терапевтического эффекта.

«Основу повязки мы изготовили методом 3D-печати из термопластичного полиуретана, а сверху нанесли силиконовое покрытие, содержащее антибиотик гентамицин, обезболивающее лидокаин и стимулятор регенерации тканей метилурацил. Такая комбинация позволяет одновременно снижать риск бактериальных осложнений, уменьшать болевые ощущения во время лечения и способствовать восстановлению кожи», — рассказала одна из авторов разработки, выпускница Института биомедицинской инженерии НИТУ МИСИС Наталья Плюснина.

Технология 3D-печати и адресная загрузка препаратов

Основа разработанной повязки изготовлена методом 3D-печати из термопластичного полиуретана, поверх которого нанесено силиконовое покрытие. Для создания комплексного эффекта учёные применили комбинированную схему загрузки действующих веществ:

• гентамицин (антибиотик) интегрирован непосредственно в силиконовый слой;
• лидокаин (обезболивающее средство) и метилурацил (стимулятор регенерации тканей) загружены в поры полиуретановой матрицы.

Подобранный способ размещения компонентов обеспечивает их постепенное контролируемое высвобождение непосредственно в раневую поверхность в течение 24 часов. Это позволяет уменьшить частоту смены перевязочного материала и сделать процедуры менее болезненными для пациентов.

Механические свойства, безопасность и эффективность

Благодаря оптимизированной геометрии сетчатой структуры изделие обладает гибкостью и эластичностью. Модуль упругости повязки с силиконовым покрытием составляет около 3,5 МПа, что близко к показателям эпидермиса человека и предотвращает дополнительное травмирование кожи при наложении и снятии.

Биологическая безопасность материала подтверждена в лабораторных условиях на первичных фибробластах человека в соответствии с требованиями ГОСТ ISO 10993-5.

В ходе тестирования повязка показала выраженную антибактериальную активность в отношении золотистого стафилококка (Staphylococcus aureus) и кишечной палочки (Escherichia coli), существенно превзойдя образцы без лекарственной нагрузки.

«Мы стремились создать перевязочный материал, максимально приближенный по механическим свойствам к верхнему слою кожи, чтобы он не травмировал ткани при наложении и снятии. Также для каждого лекарственного вещества мы подобрали оптимальный способ загрузки: гентамицин вводили в силиконовое покрытие, а лидокаин и метилурацил загружали в поры полиуретана. Так нам удалось обеспечить постепенное контролируемое высвобождение препаратов в течение 24 часов непосредственно в область повреждения», — отметила д.б.н., к.х.н. Елизавета Кудан, заведующая лабораторией тканевой инженерии и регенеративной медицины НИТУ МИСИС.

Дальнейшие этапы разработки

Исследования выполняются в рамках стратегического проекта «Биомедицинская инженерия и биоматериалы» государственной программы «Приоритет-2030».

В ближайшей перспективе разработку ждут расширенные доклинические испытания, необходимые для последующей государственной регистрации изделия.