Artykuły z kategorii Nauka
Piotr Szatkowski z AGH w Krakowie - biomateriały na bazie naturalnych substancji mogą poprawić wydajność oraz komfort leczenia pacjentów. Fot. M. Cielecka
Leczenie trudno gojących się ran stanowi poważne wyzwanie dla współczesnej medycyny. Rany te są nie tylko bolesne i uciążliwe dla pacjentów, ale mogą również prowadzić do poważnych powikłań, takich jak zakażenia, amputacje, a nawet śmierć. Projekt realizowany przez badaczy z Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie wspólnie z zespołami z Uniwersytetu Jagiellońskiego, Uniwersytetu Rolniczego w Krakowie oraz Uniwersytetu Kolumbii Brytyjskiej w Vancouver w Kanadzie ma na celu opracowanie nowatorskiego opatrunku hydrożelowego zawierającego naturalne składniki pochodzące z mleka owczego i wielbłądziego. Opatrunek ten będzie miał właściwości antybakteryjne, przeciwzapalne i stymulujące regenerację tkanek, co przyspieszy proces gojenia się ran i zredukuje ryzyko powikłań.
Międzynarodowym i interdyscyplinarnym zespołem badawczym kieruje dr inż. Piotr Szatkowski z Katedry Biomateriałów i Kompozytów z Wydziału Inżynierii Materiałowej i Ceramiki AGH. W ramach projektu INNOGLOBO III z Narodowego Centrum Badań i Rozwoju naukowcy opracowują i przygotują do opatentowania hydrożelowy opatrunek na trudno gojące się rany zawierający naturalne składniki pochodzące z mleka owczego i wielbłądziego. Wysokość otrzymanego dofinansowania na projekt wynosi ponad 1,5 mln zł, a jego realizacja potrwa trzy lata.
Właściwości materiałów pochodzenia naturalnego
Naturalnymi produktami bogatymi w substancje bioaktywne wspomagające regenerację skóry i gojenie się ran jest mleko owcze i wielbłądzie. Oba te produkty, w porównaniu do np. mleka krowiego, zawierają wysoki poziom insuliny, która ma szczególne znaczenie w procesie gojenia się ran. Insulina reguluje poziom glukozy we krwi i może wspomagać leczenie uszkodzonej skóry poprzez regulację reakcji zapalnych oraz stymulację migracji komórkowej. Dotychczasowe badania wykazują, że miejscowe podanie insuliny ma znaczący wpływ na gojenie się ran o podłożu cukrzycowym oraz ran oparzeniowych i przewlekłych.
W dobie chorób cywilizacyjnych opracowanie hydrożelowego materiału opatrunkowego wzbogaconego aktywnymi substancjami może pomóc w leczeniu ran np. cukrzycowych. Opracowywany przez zespół opatrunek może stanowić istotny czynnik w kuracji tego typu schorzeń, ze względu na bogatą zawartość bioaktywnych substancji, w tym insuliny, laktoferyny, kwasu orotowego czy sprzężonego kwasu linolenowego. Substancje te mają szczególnie znaczenie w procesie gojenia ran ze względu na ich właściwości między innymi przeciwzapalne, stymulujące rozwój i migracje komórek.
- Uważamy, że mleko owcze i wielbłądzie będzie tym elementem opatrunku, który posiada potencjał leczniczy i przyczyni się do regeneracji komórek skóry. Opracowane biomateriały na bazie naturalnych substancji bioaktywnych mleka mogą znacząco poprawić wydajność oraz komfort leczenia pacjentów z problemami skórnymi ze szczególnym uwzględnieniem pacjentów cukrzycowych – wyjaśnia kierownik zespołu dr inż. P. Szatkowski.
Istotnym elementem tego zadania będzie przeprowadzenie szczegółowych badań komórkowych i molekularnych określających bioaktywność opracowanego opatrunku.
Projekt zakłada opracowanie opatrunku hydrożelowego na bazie z mleka owczego i wielbłądziego. Fot. archiwum AGH
Jak powstaje opatrunek hydrożelowy zawierający mleko wielbłądzie?
- Mleko wielbłądzie będziemy pozyskiwać z fermy hodowlanej użytkującej mlecznie wielbłądy na terenie Polski – precyzuje P. Szatkowski.
Pozyskane mleko zostanie w pierwszej kolejności zliofilizowane w – 80 °C co uchroni zawarte w nim aktywne substancje przed rozkładem i zachowa je w pierwotnej postaci.
– To bardzo istotny etap. Ważne, żeby mleko w obróbce termicznej nie utraciło swoich drogocennych właściwości – mówi P. Szatkowski.
Zliofilizowane mleko będzie nośnikiem substancji bioaktywnych w opatrunkach hydrożelowych, które będą składały się z trzech warstw, w zależności od położenia warstwy względem rany ilość liofilizatu mleka będzie różna.
W pierwszym zadaniu badawczym naukowcy opracują hydrożelowy wielowarstwowy materiał opatrunkowy, który będzie zawierał substancje bioaktywne.
Istotnym elementem będzie opracowanie najlepszej matrycy hydrożelowej dla tworzonego opatrunku. Ponadto musimy określić m.in. minimalną zawartość tzw. dodatków funkcyjnych w tworzonym opatrunku, właściwości fizykochemiczne materiału, czas użytkowania opatrunku w aspekcie możliwości przedłużenia czasu stosowania takiego opatrunku na ranie – wymienia kierownik zespołu.
Następnie naukowcy przeprowadzą szereg badań przesiewowych służących do biologicznej oceny opatrunku sfunkcjonalizowanego substancjami czynnymi pochodzącymi z mleka owczego i wielbłądziego. Kolejny etap testów obejmie analizy komórkowe, które sprawdzą czy badany opatrunek wpływa na żywotność komórek oraz tempo zarastania rany.
Współpraca interdyscyplinarna
Zespół badaczy, który podjął się ambitnego zadania opracowania innowacyjnych opatrunków, składa się z ekspertów z obszaru inżynierii materiałowej, badań na materiałach pochodzenia zwierzęcego czy fizjologii i badań biomedycznych. W realizowanym zadaniu zespół z AGH w Krakowie opracuje przede wszystkim matryce opatrunku hydrożelowego wraz z przeprowadzeniem badań fizykochemicznych. Inżynierowie materiałowi w tym zadaniu zajmą się konstrukcją opatrunku, optymalizacją jego składu i wreszcie samym wytworzeniem. Profesor dr hab. Anna Ptak z Uniwersytetu Jagiellońskiego oraz dr hab. Edyta Molik i dr hab. Aneta Koronowicz z Uniwersytetu Rolniczego przeprowadzą z kolei badania substancji bioaktywnych mleka oraz szczegółowe badania komórkowe w warunkach in vitro wytworzonego opatrunku hydrożelowego. Konsorcjanci zagraniczni, tj. badacze z Uniwersytetu w Kanadzie, wykonają specjalistyczne badania molekularne w celu określenia aktywności biologicznej opatrunku. Następnie opracowany opatrunek będzie przedmiotem zgłoszenia patentowego.
Jak zadbać o zdrowie i nie dać się GLUTOM? | Bunkier Nauki odc. 61 
Znikające lodowce - AGH NAUKA spotkania (nr 29) 
Projekty BG AGH z finansowaniem z programu „Społeczna odpowiedzialność nauki” 
W AGH powstanie Fabryka Sztucznej Inteligencji 
Jak wygląda codzienność osoby z ADHD? | Bunkier Nauki odc. 60 
Delegacja AGH z wizytą w Japonii 
