17.03 Перевязочный материал высвобождает несколько лекарств
В случае огнестрельного или другого травматического ранения необходимо очень быстро принимать меры и для остановки кровотечения, и для предотвращения инфицирования. ?сследователи разработали «умный перевязочный материал» двойного действия, который со временем сможет спасать жизни, сразу решая обе проблемы.
Новая повязка быстро высвобождает препарат, который способствует остановке кровотечения, а затем медленно выделяет антибиотик.
Паула Хэммонд (Paula T. Hammond), специалист по химической технологии из Массачусетского технологического института и ее коллеги занимались разработкой перевязочных материалов, высвобождающих лекарственные препараты, в течение нескольких лет.
Ранее исследователи использовали метод послойной сборки для получения пленок микрометровой или даже нанометровой толщины, способных к высвобождению лекарственного препарата в течение определенного времени. С помощью прикапывания или распыления они вводили в желатиновую губку водный раствор, содержащий лекарственный препарат. Этот активный слой чередовался с раствором другой активной молекулы, приклеивавшейся к первому слою благодаря различию зарядов или какому-либо другому комплементарному свойству. Ранее в группе Хэммонд уже были получены пленки, высвобождавшие свертывающий кровь препарат тромбин, который при испытаниях на животных продемонстрировал способность останавливать кровотечение. Другая пленка была способна выделять антибиотик ванкомицин в течение длительного времени.
Перевязочный материал на основе желатиновой губки быстро высвобождает тромбин, останавливая кровотечение (красные точки). Далее в течение несколько часов он выделяет ванкомицин (синие точки) для предотвращения заражения раны. Остальные полимерные материалы, удерживающие пленки вместе (синие и зеленые линии) также растворяются. (Рисунок из ACS Biomater. Sci. Eng. 2015, DOI: 10.1021/ab500050m)
Несмотря на успехи в создании материалов, высвобождающих отдельные лекарственные препараты, создание перевязочных материалов, способных к высвобождению сразу нескольких лекарств, представляло собой непростую задачу. Если тромбообразующий агент и антибиотик будут выделяться с одинаковой скоростью, выделение тромбина может оказаться слишком медленным для эффективного свертывания крови, а антибиотика – слишком быстрым для достижения эффективной защиты от инфекции.
Отталкиваясь от результатов прежних работ, исследователи захотели создать перевязочный материал, который может выделять оба лекарственных препарата в нужное время и с нужной скоростью. Однако они знали, что условия, применяющиеся для изготовления тромбинсодержащего покрытия, могут повредить пленку, высвобождающую ванкомицин. В конечном итоге им удалось найти способ стабилизации покрытия, содержащего антибиотик, за счет ковалентного связывания ванкомицина с поли(β-L-молочной кислотой) (PMLA). Пленка ванкомицин-PMLA сохраняет устойчивость, если ее покрыть тромбином, а связывание PMLA с ванкомицином не влияет на противомикробные свойства последнего.
На следующем этапе исследователи испытали свойства желатиновых губок, содержащих тромбин и агрегат ванкомицин-PMLA. При растворении полимеров-подложек в пленке большая часть тромбина выделяется незамедлительно, в течение нескольких минут. Ванкомицин, связанный с полимолочной кислотой, затем выделяется с меньшей скоростью, полностью высвобождаясь в течение суток. При испытаниях in vitro тромбин, выделявшийся из перевязочного материала, взаимодействует с другими факторами крови, формируя тромбы. ?спытания активности выделяющегося из перевязочного материала антибиотика показали, что он подавляет Staphylococcus aureus с той же эффективностью, что и контрольный образец ванкомицина.
Хасан Алам (Hasan B. Alam), специалист по медицине катастроф из Университета Мичигана, отмечает, что новые перевязочные материалы кажутся перспективными, но требуют дополнительных исследований – для доказательства полезности новых повязок необходимо испытать их на подопытных животных.
Хэммонд говорит, что в настоящий момент ее группа проводит исследования in vivo, а также высказывает заинтересованность в создании других типов перевязочных материалов, высвобождающих различные комбинации лекарств – болеутоляющих или препаратов, способствующих ускоренному заживлению раны.
?сточник: ACS Biomater. Sci. Eng. 2015, DOI: 10.1021/ab500050m
