Сьогодні, в умовах війни, українські медики щодня стикаються з великою кількістю важких мінно-вибухових, вогнепальних та опікових поранень. Швидке й правильне лікування таких ран – це питання збереження життів і мінімізації інвалідності. Традиційні пов’язки захищають уражене місце, але водночас залишають його невидимим для лікаря. Щоб оцінити, як відбувається загоєння, пов’язку доводиться постійно знімати. А це – додатковий біль для пацієнта, травмування нових тканин і ризик занести інфекцію.
Розв’язати цю гостру медичну проблему взялася команда Інституту молекулярної біології і генетики НАН України під керівництвом завідувачки лабораторії мікробної екології Наталії Козировської. Їхній проєкт «Гідрогелеві смарт-пов’язки для моніторингу загоєння ран» став одним із переможців конкурсу Національного фонду досліджень України «Наука для відбудови України у воєнний та повоєнний періоди».
Науковці розробили технологію розумної пов’язки, яка здатна сигналізувати про стан рани через екран звичайного смартфона.
Від народних засобів до сучасних технологій
В основі розробки лежить добре відома культура комбучі, або, простіше, чайного гриба. Оцтовокислі бактерії, які в ній живуть, синтезують особливий полімер – бактеріальну целюлозу. Цей натуральний гідрогель є практично готовою пов’язкою: він зменшує біль, пригнічує розвиток патогенів і повністю повторює рельєф рани.
«У далекі 1950-ті роки натуральні гідрогелеві покриття успішно використовували у лікарнях саме з цією метою, – розповідає Наталія Козировська. – Мікроорганізми комбучі мають протимікробну дію і виробляють цінні метаболіти, що сприяють загоєнню ран. Проте з початком тріумфальної епохи фармації хімічні аналоги витіснили ці засоби з лікарень. А коли близько тридцяти років тому про бактеріальну целюлозу згадали знову, з неї почали видаляти корисні мікроорганізми. Через суворі правила контролю використання мікробних продуктів у контакті з людською шкірою було обмежено. Тому природні плівки почали знезаражувати й штучно вводити хімічні мікроциди».
Українські вчені вирішили використати унікальну тривимірну мережеву структуру бактеріальної целюлози, яка за своєю архітектурою подібна до шкіри людини. Нанорозмірні канали всередині цього полімеру стали ідеальним резервуаром для розумного наповнення ліками або біосенсорами.
Чорна бузина замість хімічних індикаторів
Головна особливість розробки київських біотехнологів – інтеграція в гідрогель природних біосенсорів, здатних відображати стан рани. На цю роль науковці обрали антоціани – натуральні рН-чутливі барвники, які виділяють із поширених рослин, наприклад, із чорної бузини або червонокачанної капусти.
Ці речовини виконують подвійну функцію: мають природні ранозагоювальні властивості й водночас працюють як точні індикатори. Коли в рану потрапляє інфекція і починається запальний процес, рівень рН змінюється. Біосенсор миттєво реагує на це – і пов’язка змінює свій колір ще до того, як перші ознаки запалення зможе помітити людське око.
Щоб зчитати ці зміни, пацієнту чи медичному персоналу не потрібно проводити болісні процедури, робити зіскрібки чи брати матеріал на мікробіологічний аналіз. Достатньо звичайного смартфона. Спеціальний мобільний застосунок аналізує колір пов’язки та миттєво сигналізує, чи все в нормі, чи, навпаки, є ознаки зараження й потрібне втручання лікаря. Це дозволяє контролювати процес загоєння і значно зменшує витрати на госпіталізацію та антибіотикотерапію.
Безпечність та нетоксичність смарт-пов’язок уже офіційно доведено в доклінічних дослідженнях відповідно до міжнародних вимог OECD, проведених Центром превентивної токсикології, харчової та хімічної безпеки ім. Л.І. Медведя МОЗ України.
Коли наука йде в цех: виклики війни та бюрократії
Технологія створення лікувально-діагностичних пов’язок уже успішно пройшла апробацію на базі промислового партнера – фабрики ТОВ «СПРАГА ДІСТРІБ’ЮШН» (виробника функціональних напоїв із комбучі). Науковці разом із бізнесом пройшли складний шлях від лабораторної розробки до запуску пілотної промислової лінії. Результати перевірки технологічного регламенту підтвердили готовність технології до впровадження. Проте шлях інновацій до масового виробництва впирається у юридичні та адміністративні бар’єри.
«На жаль, шлях від лабораторії до промислового цеху займає роки, – каже пані Наталія. – І справа не в технології, а у високовартісних процедурах отримання дозволів та застарілих нормах управління в академічній науці. Бюджетні установи в Україні не можуть продавати патенти, тоді як бізнес може залучати розробки лише за ліцензією. Це не мотивує ані розробників, ані виробників. Потрібні зміни у законодавстві та запровадження преференцій для бізнесу, який випускає наукомістку продукцію, хоча б на період воєнного стану».
Війна додала й суто практичних викликів. Через обмежене фінансування команда не мала можливості залучити професійних технологів, частина співробітників виїхала за кордон. Ті співробітниці, які залишилися, були змушені швидко опановувати нові навички: працювати на виробництві, опрацьовувати технологічну документацію та адаптуватися до умов промислового підприємства.
Сьогодні технологія повністю готова до промислового виробництва гідрогелевих покриттів. Поява таких смарт-пов’язок на українському ринку перев’язувальних матеріалів – питання часу, фінансової підтримки та регуляторних змін. Успішне завершення доклінічного етапу дає надію, що вже невдовзі ці інноваційні покриття стануть доступними для пацієнтів.
Інтерв’ю провела Світлана ГАЛАТА
