Любая рана - это ворота для инфекции. Кит Паркер, профессор семейной биологии и прикладной физики в SEAS, будучи военным в Афганистане, видел много ран, отметил для себя, что заживают они долго и мучительно. Позже ученые обнаружили, что раны, нанесенные человеческому плоду до третьего триместра, заживают, не оставляя шрамов. Позже эта способность к регенерации человеком утрачивается. Долгие десятилетия ученые бились над разгадкой этого явления.
Оказалось, что кожа плода в отличие от кожи взрослого человека содержит много белка фибронектина, который способствует связыванию и взаимному проникновению клеток. Этот белок может быть глобулярной структуры, то есть в растворенном виде находиться в крови и в виде волокон находиться в тканях. Раньше основные исследования проводились с глобулярном фибронектином, потому что фиброзный фибронектин производить сложнее. Между тем именно он более перспективен для заживления ран. Группе Кита Паркера удалось решить и эту проблему. Это делалось по типу производства сахарной ваты с применением специальной платформы, в которую загружали жидкий полимерный раствор (растворенный в растворителе глобулярный фибронектин). Раствор при вращении устройства через крошечные отверстия выталкивался из резервуара центробежной силой. При этом растворитель улетучивался, а полимер затвердевал. Получались глобулярный белок в виде тончайших волокон менее 1 микрометра в диаметре. Вот они-то и используются для создания раневой повязки. Во время тестирования раны, обработанные фибронектиновой повязкой, за 20 дней имели 84% регенерации тканей, тогда как раны, обработанные обычной повязкой – всего 55,6%. Новая повязка обеспечивает нормальную эпидермальную толщину и близкую к дермальной архитектуру, они даже содержат волосяные фолликулы. Это вообще очень большая проблема при заживлении ран.
В издании Advanced Healthcare Materials группа Biophysics Disease описала другой подход к вопросу. Соевые нановолокна, которые произведены на основе сои, также помогают заживлению ран. Эстрогеноподобные молекулы ускоряют заживление ран, как и биоактивные молекулы типа тех, из которых состоят клетки тканей организма. Группа использовала ту же установку для получения ультратонких соевых волокон для повязок. И этот вариант себя зарекомендовал отлично. Соевые нановолокна, которые состоят из гидролизата соевого белка и ацетата целлюлозы, являются достаточно недорогими в производстве, что делает их оптимальным вариантом для крупномасштабного использования, например, при обширных ожогах. С другой стороны, фибронектиновые повязки есть смысл использовать для ран небольших размеров на лице и на руках, где особенно важно предотвращение рубцов и шрамов.
