Микроиглы, созданные под вдохновением от хищного растения, способны изгибаться в организме и ускорять процесс заживления диабетических ран. Ученые продемонстрировали, как это происходит.
Ученые из Южной Кореи разработали уникальную систему микроигл, которые при температуре тела выше 37°C автоматически изменяют свою форму, плотно прилегая к поврежденным тканям и способствуя более быстрому заживлению хронических диабетических ран на нижних конечностях.
В процессе создания устройства исследователи применили искусственный интеллект, который помог перенести принципы, заимствованные у насекомоядного растения, в конструкцию медицинского изделия. Результаты проведенных экспериментов были опубликованы в журнале Advanced Materials.
Пластырь с набором игл для лечения диабетической стопы изготовлен с использованием передового метода 4D-печати. В отличие от стандартной 3D-печати, такие изделия способны менять свою форму под воздействием внешних факторов. В данном случае триггером выступает температура тела: в лабораторных испытаниях микроиглы быстро возвращались к заранее заданной изогнутой форме, что позволяло более эффективно стягивать края раны и обеспечивать стабильный контакт с тканями.
ДНК-наночастицы и цинк против инфекции
Разработка включает несколько механизмов воздействия. На поверхность микроигл нанесено специальное цинковое покрытие, обладающее антибактериальными свойствами, а внутрь интегрированы адгезивные ДНК-наночастицы, способствующие восстановлению тканей.
Эксперименты показали, что система обеспечивает длительное высвобождение ДНК-наночастиц, положительно влияет на эндотелиальные клетки и фибробласты — ключевых участников процесса заживления, а также эффективно подавляет рост бактерий Escherichia coli и Staphylococcus aureus, которые играют важную роль в развитии синдрома диабетической стопы. В доклинических испытаниях этот комплекс ускорял закрытие ран и улучшал регенерацию тканей по сравнению с традиционными методами.
