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Nuova medicazione in nanofibre per un'efficace guarigione delle ferite

INGEGNERIA E TECNOLOGIANuova medicazione in nanofibre per un'efficace guarigione delle ferite

Recenti studi hanno sviluppato nuove medicazioni per ferite che accelerano la guarigione e migliorano la rigenerazione dei tessuti nelle ferite.

Gli scienziati hanno scoperto un aspetto molto importante della guarigione delle ferite alla fine degli anni '1970, quando la comprensione di questo processo era in una fase molto precoce. Si è visto che tutte le ferite subite in un bambino prima del settimo mese di gravidanza non hanno lasciato cicatrici e c'è una rapida guarigione delle cicatrici meno nello sviluppo precoce dei feti. Ciò ha portato i ricercatori a provare a ricreare o replicare queste proprietà uniche della pelle fetale che potrebbero essere utilizzate per la medicina rigenerativa. La pelle fetale è nota per avere livelli molto elevati di una proteina chiamata fibronectina. Questa proteina fibronectina generalmente si assembla in una matrice extracellulare che a sua volta aiuta o meglio promuove il legame e l'adesione cellulare. Ciò che è unico è che questa proprietà è esclusiva della pelle fetale e non si trova nelle cellule adulte. Per elaborare ulteriormente questa proprietà, la proteina fibronectina ha due strutture uniche, globulare e fibrosa. La struttura globulare cioè quella di forma sferica si trova nel sangue, mentre i tessuti del corpo sono fibrosi. Le fibronectine sono sempre state viste come potenziali buoni candidati per la guarigione delle ferite ma la produzione di fibronectine fibrose è rimasta una sfida finora. In due studi pubblicati di recente, i ricercatori hanno fornito approfondimenti su due diversi tipi di nanofibra medicazioni che utilizzano proteine ​​presenti in natura nelle piante e negli animali. Queste medicazioni sono propagandate come molto efficaci nella guarigione e nella ricrescita del tessuto in una ferita. Questi studi attuali hanno aperto la strada alla possibilità di creare e sviluppare nanofibre per la guarigione delle ferite. L'intera idea degli autori era quella di creare medicazioni con l'obiettivo di sviluppare terapie per le ferite, in particolare quelle inflitte durante la guerra. La guarigione di tali ferite è un processo doloroso ed è sottovalutato dalle terapie per ferite attualmente disponibili.

Nel primo studio pubblicato su biomateriali, i ricercatori della John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) di Harvard e del Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering hanno prodotto fibronectina fibrosa su una piattaforma chiamata Rotary Jet-Spinning (RJS), sviluppata internamente1. Hanno descritto a medicazione utilizzando tessuto fetale. Il processo in 2 fasi era semplice in cui prima una soluzione polimerica liquida (qui, fibronectina globulare disciolta in un solvente) viene caricata in un serbatoio e viene spinta in una minuscola apertura da una forza centrifuga mentre questa macchina gira. Quando questa soluzione lascia il serbatoio, il solvente evapora ei polimeri si solidificano. Questa forte forza centrifuga dispiega la fibronectina globulare in fibre piccole e sottili (meno di un micrometro di diametro). Queste fibre possono essere raccolte con bendaggi o bende. I test sugli animali hanno mostrato che le ferite trattate con questa nuova medicazione in fibronectina hanno mostrato un ripristino dell'84 percento del tessuto cutaneo in soli 20 giorni, mentre le normali medicazioni hanno ripristinato il 55.6 percento. Il funzionamento di questa medicazione è stato ben spiegato. La medicazione si integra nella ferita e agisce come un'impalcatura istruttiva che consente quindi a diverse cellule staminali di svolgere la necessaria rigenerazione e assistenza per il processo di guarigione dei tessuti nella ferita. Il materiale viene infine assorbito dal corpo. Le ferite trattate con questa medicazione in fibronectina hanno uno spessore epidermico molto normale e anche un'architettura dermica. Anche i capelli erano ricresciuti nell'area della ferita dopo che era stata guarita. Questo è un grande risultato perché la ricrescita dei capelli è rimasta una delle principali sfide nel campo della guarigione delle ferite. Rispetto ai processi standard di rigenerazione della pelle, questa procedura ha riparato in modo efficiente i tessuti e ha anche rigenerato il follicolo pilifero utilizzando la capacità di un solo materiale. Ovviamente, un tale approccio presenta vantaggi significativi per tradurre la ricerca in un uso effettivo. Queste medicazioni in fibronectina possono essere adatte e utili per piccole ferite, specialmente su viso e mani dove è importante prevenire eventuali cicatrici.

Nel loro secondo studio pubblicato in Materiali sanitari avanzati, i ricercatori hanno sviluppato una nanofibra a base di soia che ha promosso la guarigione delle ferite2. La proteina della soia contiene, in primo luogo, molecole simili agli estrogeni (che hanno dimostrato di accelerare la guarigione delle ferite) e, in secondo luogo, molecole bioattive che contribuiscono alla costruzione e al sostegno delle cellule umane nel corpo. Questi tipi di molecole sono usati abitualmente nella medicina riproduttiva. È molto interessante che ogni volta che i livelli di estrogeni sono più alti nel corpo di una donna, i loro tagli o lividi guariscono più velocemente. Questo è il motivo per cui le donne incinte guariscono più velocemente perché hanno un estrogeno così alto. Questo è anche il motivo per cui un bambino non ancora nato all'interno dell'utero esprime una guarigione della ferita senza cicatrici a causa degli alti livelli di estrogeni presenti. I ricercatori hanno utilizzato lo stesso RJS per filare fibre di soia ultrasottili nelle medicazioni per ferite. Questi esperimenti hanno anche mostrato che le medicazioni a base di soia e cellulosa sulle ferite mostrano un aumento del 72% e una migliore guarigione, rispetto a solo il 21% nelle ferite senza questa medicazione a base di proteine ​​di soia che le rende estremamente promettenti. Queste medicazioni sono poco costose e quindi si adattano in modo ottimale per l'uso su larga scala, ad esempio per le vittime di ustioni. Tali impalcature convenienti sono considerate una rivelazione e hanno un enorme potenziale rigenerativo, in particolare per la milizia, medicazioni sotto l'ombrello della tecnologia delle nanofibre. L'Harvard Office of Technology Development ha protetto la proprietà intellettuale relativa a questi progetti e sta esplorando opportunità di commercializzazione.

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{Puoi leggere il documento di ricerca originale facendo clic sul collegamento DOI indicato di seguito nell'elenco delle fonti citate}

Fonte (s)

1. Chantre CO et al. 2018. Le nanofibre di fibronectina su scala di produzione promuovono la chiusura della ferita e la riparazione dei tessuti in un modello di topo cutaneo. biomateriali. 166 (96). https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2018.03.006

2. Ahn S et al. 2018. Impalcature di nanofibra di proteine ​​di soia/cellulosa che imitano la matrice extracellulare della pelle per una migliore guarigione delle ferite. Materiali sanitari avanzatihttps://doi.org/10.1002/adhm.201701175

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