Badania prowadził dr Tomasz Swebocki z Instytutu Nanotechnologii i Inżynierii Materiałowej Politechniki Gdańskiej, we współpracy z naukowcami z Uniwersytetu Łódzkiego oraz CEA Saclay we Francji.

Jak wyjaśniają badacze, połączenie żelatyny z DES (DES z ang. Deep Eutectic Solvents to rozpuszczalniki głęboko eutektyczne; mają podobne właściwości do cieczy jonowych, lecz są od nich znacznie łatwiejsze do otrzymania, tańsze, mniej toksyczne, a do tego często są biodegradowalne) pozwala kontrolować właściwości materiału poprzez zmianę środowiska chemicznego. Dzięki temu możliwe jest wpływanie na strukturę sieci polimerowej oraz sposób transportu cząsteczek, co ma istotne znaczenie dla zastosowań biomedycznych.

„W inżynierii materiałowej bardzo często zaczynamy od prostych pytań: co się stanie, jeśli zmienimy tylko jeden element układu? W naszym przypadku był to rozpuszczalnik. Okazało się, że połączenie dobrze znanej żelatyny z rozpuszczalnikami głęboko eutektycznymi pozwala zaprojektować zupełnie nowe właściwości materiału – od sposobu transportu cząsteczek po działanie przeciwbakteryjne i biozgodność” - tłumaczył dr Swebocki, cytowany w komunikacie uczelni.

Badania wykazały, że niewielkie zmiany składu chemicznego mogą znacząco wpływać na funkcjonowanie materiału. W zależności od zastosowanego DES eutektożele wykazują różne właściwości transportu antybiotyków.

„Jedne z nich działały jak swoista» gąbka molekularna«, zatrzymując lek w strukturze żelu. Inne tworzyły bardziej zwartą barierę, spowalniając jedynie jego przenikanie bez utraty w samym żelu” - wskazywał dr Swebocki.

Jego zdaniem, dzięki temu możliwe jest dostrajanie właściwości materiału do konkretnych zastosowań biomedycznych.

Badacz dodał, że opracowane materiały wykazują już na tym etapie biokompatybilność, a więc w kontakcie z organizmem nie powinny wywoływać podrażnień, stanów zapalnych czy innych niepożądanych reakcji. Poza tym wykazują też właściwości przeciwbakteryjne wobec bakterii takich jak Escherichia coli czy MRSA (gronkowca złocistego opornego na metycylinę), przy jednoczesnym zachowaniu cytokompatybilności względem ludzkich keratynocytów (czyli komórek naskórka).

Zaznaczył, że kolejnym etapem badań będzie pogłębiona ocena funkcjonalności opracowanych materiałów w bardziej złożonych modelach biologicznych, które lepiej odzwierciedlają warunki rzeczywistego gojenia ran.

Zdaniem naukowca pozwoli to zweryfikować skuteczność eutektożeli w dynamicznym środowisku biologicznym oraz przygotować grunt pod dalsze prace nad ich potencjalnym wdrożeniem w praktyce klinicznej.

Eutektożele mogą znaleźć zastosowanie m.in. w leczeniu trudno gojących się ran skórnych, w tym związanych z cukrzycą, leczeniem onkologicznym, przeszczepami, a także urazami powstającymi w warunkach pola walki.

Badania zostały sfinansowane m.in. w ramach programu NOBELIUM Politechniki Gdańskiej oraz grantu MINIATURA 9 Narodowego Centrum Nauki. (PAP)

Nauka w Polsce

pm/ agt/