Ученые из Калифорнийского университета в Риверсайде разработали гель, который непрерывно вырабатывает кислород прямо в глубине раны и ускоряет заживление хронических повреждений, способных привести к ампутации.

Результаты исследования опубликованы в журнале Communications Materials (ComMat).

Хроническими считаются раны, которые не заживают более месяца. По оценкам, во всем мире от них страдают около 12 миллионов человек, при этом почти каждому пятому пациенту в итоге требуется ампутация.

Ампутация — это хирургическая операция по удалению конечности или её части (руки, ноги, пальцев) при невозможности их спасения, выполняемая для сохранения жизни пациента. Это крайняя мера, применяемая при тяжелых травмах, гангрене, осложнениях диабета или опухолях, требующая последующей реабилитации и протезирования.

Одной из ключевых причин плохого заживления исследователи называют гипоксию — недостаток кислорода в глубоких слоях поврежденной ткани.

Команда под руководством доцента кафедры биоинженерии Калифорнийского университета Имана Ношади создала мягкий эластичный гель на основе воды и холина — биосовместимого соединения с антибактериальными свойствами. В сочетании с миниатюрной батареей, подобной тем, что используются в слуховых аппаратах, материал превращается в небольшую электрохимическую систему, расщепляющую молекулы воды и обеспечивающую стабильный поток кислорода.

В отличие от традиционных методов, при которых кислород подается только на поверхность, новый гель заполняет углубления раны и точно повторяет ее форму до застывания. Это позволяет доставлять кислород именно туда, где его уровень минимален и риск инфекции выше. Система способна поддерживать постоянную подачу кислорода до месяца — критически важный срок, поскольку формирование новых сосудов занимает недели.

В экспериментах на пожилых мышах с диабетическими ранами необработанные повреждения не заживали и часто приводили к гибели животных. При использовании кислородного пластыря, который меняли раз в неделю, повреждения закрывались в среднем за 23 дня, а выживаемость значительно повышалась.

Авторы подчеркивают, что разработка может иметь более широкое применение. Контролируемая доставка кислорода важна не только для лечения хронических ран, но и для создания искусственных тканей и органов, где проблема недостаточного снабжения кислородом остается одной из главных.