Гидрогель с активными формами кислорода может лечить хронические инфекции ран
Хронические раневые инфекции — серьезная проблема для здравоохранения. Число вариантов лечения ограничено, в частности, это терапия антибиотиками. Однако антибиотикорезистентность по-прежнему осложняет применение этих методов. Международный коллектив ученых предложил способ обойти эту проблему — они разработали гидрогель, антимикробные свойства которого не связаны с применением антибиотиков.
Исследователи модифицировали метод терапии гидрогелями, активированными гелиевой плазмой. Сделать это им помогла электрохимия — они загружали в гидрогель активные формы кислорода и азота путем обработки геля плазмой либо формирования геля из обработанного плазмой раствора. Сами гидрогелевые пленки, используемые авторами, получены на основе поливинилового спирта. Обработка плазмой усилила электрохимические реакции, в которых вырабатывается перекись водорода (H2O2) — основной антибактериальный компонент гидрогеля — и активные формы азота (RNS). Уже было продемонстрировано, что в таких гидрогелях можно получать перекись водорода в концентрациях 10–350 мкМ, однако теперь ученые добились миллимолярных концентраций H2O2.
Когда такой гидрогель помещают на рану, активные формы кислорода и азота постепенно вымываются из него и действуют на пораженный участок. In vitro полученный гидрогель успешно препятствовал росту распространенных возбудителей хронических инфекций ран — Escherichia coli и Pseudomonas aeruginosa, но слабо сдерживал размножение Staphylococcus aureus.
Также исследователи протестировали разработку на клеточной культуре, помещая гидрогель на кератиноциты и фибробласты. Тесты на биосовместимость показали, что максимальные полученные концентрации действующего вещества были даже слишком велики — они оказывали цитотоксическое действие, — однако исследователи подчеркивают, что при сдерживании инфекции важно препятствовать росту бактериальной культуры, а после «первичной» обработки высокими концентрациями H2O2 с помощью гидрогеля повязку можно сменить на более щадящую.
Авторы работы подчеркивают, что для оценки безопасности и эффективности необходимо протестировать гидрогель in vivo, чтобы выяснить, как влияет на терапию тканевое окружение.