Учёными Университета Лобачевского совместно с коллегами из Приволжского исследовательского медицинского университета, МГУ им. Н.П. Огарева и Нижегородской областной клинической больницы им. Н.А. Семашко в недавно опубликованной статье в журнале Nanomaterials предложены механизмы разработки новых нанокомпозитов бактериальной целлюлозы (БЦ) и дифосфата бетулина (ДФБ), предварительно пропитанных на поверхности наночастиц оксида цинка (НЧ ZnO), для производства перевязочных материалов.

В настоящее время большой интерес вызывают биоразлагаемые материалы, биосовместимые с тканями организма, на основе бактериальной целлюлозы (БЦ) для лечения кожных заболеваний, ожогов и ран различной этиологии. Потребность в этих материалах обусловлена их бактерицидным действием, способностью поглощать большое количество экссудата и удалять нежелательные продукты из раны, а также их возможностью иммобилизовать активные фармацевтические ингредиенты (антибиотики, стероидные гормоны и т. д.) в матриксе бактериальной целлюлозы.

При лечении ожогов большое значение имеют биологически активные вещества, способствующие выработке коллагена, такие как пентациклические тритерпеноиды, в том числе производные бетулиновой кислоты. В экспериментах на крысах и мышах учёные ранее показали, что дифосфат бетулина (ДФБ) проявляет противоопухолевые, антиоксидантные и противоожоговые свойства.

В рамках данного исследования было показано, что наноразмерная пленка гидрогеля БЦ зарекомендовала себя как перспективная матрица для сорбции противожоговых компонентов ДФБ и НЧ ZnO, модифицированных ДФБ. Наночастицы оксида цинка, покрытые ДФБ, не агрегируются как в индивидуальном состоянии, так и в нанокомпозите. Более того, высвобождение ионов цинка и результаты выживаемости клеток являются аргументами в пользу уменьшения образования короны белков на поверхности НЧ ZnO.

Результаты проведенных биологических исследований на крысах (площадь раны, улучшение заживления, биохимические показатели и микроциркуляция, морфологическая картина) косвенно подтверждают перспективность медицинского применения НЧ ZnO модифицированных дифосфатом бетулина в составе нанокомпозитов. В целом, можно говорить о создании предпосылок для высокой стабильности и однородности конечного наноматериала БЦ-Zn НЧ-ДФБ.

Полученные данные о жизнеспособности клеток показывают, что токсичность нанокомпозита БЦ-Zn НЧ-ДФБ снижается благодаря защите наночастиц оксида цинка с помощью модификации ДФБ. Было обнаружено, что БЦ-Zn НЧ-ДФБ продемонстрировал набор свойств, необходимых для обработки ран для лечения ожогов в экспериментах in vivo.

Эти покрытия могут ускорить заживление ран благодаря включению нескольких механизмов: регуляции оксигенации и микроциркуляции, уменьшения гипоксии в ожоговой ране, уменьшения окислительного стресса, возникающего в результате развития ожоговой болезни, и активации антиоксидантной ферментативной защиты.