Avių vilnos keratinas žaizdų gydymui – naujas KTU ir partnerių projektas

Žaizdų po nudegimo, gilių įpjovimų, chirurginių operacijų ar kitų pažeidimų gijimas – sudėtingas ir ilgalaikis procesas, pagrįstas sudėtingu biocheminiu savireguliacijos mechanizmu, dalyvaujant kraujo ir odos ląstelėms, išskiriančioms biologiškai aktyvias medžiagas.

Ieškodami būdų kaip palengvinti šį procesą ir pagelbėti pacientams, jėgas sujungė Kauno technologijos universiteto (KTU) Mechanikos inžinerijos ir dizaino (MIDF), Cheminės technologijos fakulteto (CTF) mokslininkai kartu su užsienio partneriais bei bendrovės „Biofita“ darbuotojais.

„Kolagenas ir keratinas yra natūralūs polimerai, kurie dėl savo puikaus biosuderinamumo su žmogaus organizmu, todėl jie tinkami žaizdų tvarsliavai. Šios medžiagos buvo tiriamos projekto „Technologija naujo tipo antimikrobiniams medicininiams tvarsčiams be antibiotikų gauti naudojant vietinius biologinius išteklius (NonActivPans) metu“, – pasakoja projekto vadovė, KTU MIDF profesorė Virginija Jankauskaitė.

Jos teigimu, bet kokios lėtinės žaizdos – diabetinės pėdų opos, pragulos, onkologinės opos – gali ilgam sukelti funkcinius sutrikimus bei apsunkinti sveikatos apsaugą dėl nuolatinės medicininės priežiūros.

„Efektyviu žaizdos audinių regeneracijos poveikiu pasižymi elektrinio verpimo metodu gaunamos neaustinės medžiagos, galinčios imituoti odos tarpląstelinės matricos morfologines savybes. Tokios medžiagos, kaip avių vilnos keratinas, geba paskatinti ląstelių sukibimą, migraciją, proliferaciją– tai yra itin svarbu efektyviam žaizdų gijimo procesui užtikrinti,“ – aiškina profesorė.

KTU mokslininkė pabrėžia, kad didelis elektrinio verpimo būdu gautų medžiagų iš keratino paviršiaus ir tūrio santykis skatina ląstelių prisitvirtinimą, o suformuotos mikrodydžio poros užtikrina dujų laidumą ir kontroliuoja drėgmę. Taip pat tokios medžiagos kaip avių vilnos keratinas gali mažinti ir randų susidarymo tikimybę – jų bioskaidumas sudaro palankias sąlygas audiniams gyti.

Panaudoti ir augalų ekstraktai

Norėdami sukurti naujus tvarsčius, mokslininkai naudojo du hidrolizuotus baltymus – kolageną ir keratiną. Tvarsčiai buvo kuriami naudojant elektrinio verpimo būdą, juos dar modifikuojant ir vaistinių augalų ekstraktais.

„Projektas buvo vykdomas pagal „Eureka“ tinklo MTEP projektų programą su partneriais iš Rumunijos verslo ir mokslo įstaigų. Pastarieji prie šio tyrimo prisidėjo tiekdami savo originaliomis technologijomis sukurtus tinkamo verplumo baltymų, išgautų iš gyvulinės kilmės atliekų – jaučių ir triušių odos, avių vilnos – hidrolizatus. Džiugu, nes pavyko sukurti geras antioksidacines ir antimikrobines savybes turinčias keratino ir kolageno kompozicijas. Atlikti tyrimai parodė, kad šios kompozicijos pasižymi pakankamai dideliu metaboliniu aktyvumu bei mažu citotoksiškumu, kas leidžia tikėtis greitesnio žaizdų gijimo“, – teigia KTU mokslininkė V. Jankauskaitė.

Pasak projekte dirbusio KTU profesoriaus Virgilijaus Valeikos, tirti baltymai, kolagenas ir keratinas, yra natūralūs polimerai dėl savo puikaus biosuderinamumo, tinkamo bioskaidumo ir mažo imunogeniškumo tampa vis populiaresni kaip pagrindinė kompozicijų žaizdų tvarsliavai gaminti sudedamoji dalis. „Žmogaus, beje, kaip ir kitų žinduolių kūnas sudarytas taip, kad visas jo paviršius yra padengtas keratinu (epidermis, plaukai, nagai), po kuriuo yra odos pagrindinio baltymo – kolageno sluoksnis“.

Įprasta vilna netinka

„Kaip ir kiekvienas mokslinis tyrimas, šiame projekte buvo sudėtingų situacijų, pvz., sunkiai sekėsi optimizuoti keratino tirpalo verplumą, ne visos tirtos bioaktyvios medžiagas pasižymėjo reikiamu citotoksiškumu ar antimikrobiškumu. Bet moksliniai tyrimai, tuo ir žavūs, kad žinai tikslą, bet kurdamas medžiaga nežinai kokių rezultatų gali sulaukti,“ – pasakojo KTU docentė Erika Adomavičiūtė.

Projekto vadovė V. Jankauskaitė pabrėžia, kad paprasta avių vilna tikrai netinka žaizdų gydymui, pirmiausiai ją reikia perdirbti, t. y. hidrolizuoti, gaunant keratino hidrolizės produktus – polipeptidus ir amino rūgštis, kurie yra puiki žaliava medicininei tvarsliavai gaminti . Todėl vykdant panašius projektus ir yra būtinos tarpdisciplininės tyrėjų komandos.

Pasibaigus projektui KTU mokslininkai su jaunaisiais tyrėjais (doktorantais ir magistrantais) toliau tęsia bendradarbiavimą su užsienio ir Lietuvos partneriais atliekant tyrimus su naujais didesniu bioaktyvumu pasižyminčiais priedais.

Projektas „Technologija naujo tipo antimikrobiniams medicininiams tvarsčiams be antibiotikų gauti naudojant vietinius biologinius išteklius (NonActivPans)“ yra ES struktūrinių fondų projektas, finansuojamas Europos regioninės plėtros fondo lėšomis pagal 2014–2020 metų Europos Sąjungos fondų investicijų veiksmų programos priemonę Nr. 01.2.2-MITA-K-702 „MTEP rezultatų komercinimo ir tarptautiškumo skatinimas”. Projektas finansuotas iš Europos Sąjungos struktūrinių fondų lėšų.