Samonaprawialne żele jako opatrunki medyczne

– Rozwiązanie jest odpowiedzią badaczy na wyzwania związane z rosnącym zastosowaniem hydrożeli z polimerów syntetycznych. Same hydrożele to trójwymiarowe sieci polimerowe, zdolne do absorpcji (wchłaniania) i retencji (zatrzymywania) znacznych ilości wody lub płynów biologicznych, bez utraty integralności strukturalnej – wyjaśnia dr Katarzyna Łęczycka-Wilk z Sekcji Biomateriały Łukasiewicz – Instytutu Chemii Przemysłowej im. prof. Ignacego Mościckiego.

Nowoczesne materiały z surowców roślinnych

Jak mówi ekspertka, hydrożele z polimerów syntetycznych od lat znajdują zastosowanie w wielu branżach – od medycyny po przemysł kosmetyczny – dzięki swojej elastyczności i znakomitym właściwościom absorpcyjnym.

– Niestety, ich powszechne wykorzystanie wiąże się z problemami środowiskowymi i wysokimi kosztami ekologicznymi. Większość syntetycznych polimerów nie ulega naturalnemu rozkładowi, co prowadzi do kumulacji odpadów. Dodatkowo ich produkcja często wiąże się z emisją toksycznych substancji i dużym zużyciem nieodnawialnych surowców, takich jak ropa naftowa – tłumaczy naukowczyni, która zajmuje się opracowywaniem i badaniem nowoczesnych materiałów polimerowych, w szczególności hydrożeli i biokompozytów dla zastosowań w medycynie, kosmetyce, rolnictwie i ochronie środowiska.

Te opracowane przez badaczy z Łukasiewicza nowoczesne materiały powstały z surowców roślinnych – skrobi oraz glukomannanu, co czyni je w pełni odnawialnymi i biodegradowalnymi.

Katarzyna Łęczycka-Wilk podała, że nowe hydrożele potrafią wchłonąć nawet do 35 razy więcej wody, niż same ważą. – Zasadowe warunki dodatkowo zwiększają tę zdolność, natomiast dodatek kwasu cytrynowego obniża stopień pęcznienia, jednocześnie wzmacniając strukturę materiału, działając jako czynnik sieciujący – wskazała.

Samonaprawialne żele

Co więcej, hydrożele posiadają unikalną zdolność do samonaprawy – potrafią odbudować swoją strukturę w zaledwie kilka godzin po uszkodzeniu, dzięki czemu są wyjątkowo trwałe i niezawodne w zastosowaniach medycznych. Z kolei dzięki obecności bioaktywnych dodatków hydrożele wykazują właściwości higienizujące, chroniąc przed mikroorganizmami i wspierając gojenie ran.

Samonaprawialne hydrożele dzięki swoim właściwościom mogą posłużyć m.in. jako inteligentne opatrunki wspomagające gojenie ran, które samoczynnie odbudowują swoją integralność po uszkodzeniu, zapewniając ciągłą ochronę i optymalne mikrośrodowisko dla regeneracji tkanek; biokompatybilne implanty, dostosowujące się do warunków fizjologicznych; nośniki leków o kontrolowanym uwalnianiu, umożliwiające precyzyjne dostarczanie substancji terapeutycznych w odpowiedzi na bodźce biologiczne lub mechaniczne; czy materiały stosowane w inżynierii tkankowej, które wspomagają procesy regeneracyjne, imitując właściwości macierzy zewnątrzkomórkowej i stymulując proliferację komórek.

Nowa jakość w leczeniu ran

Ponadto Katarzyna Łęczycka-Wilk podkreśla, że hydrożele na bazie polimerów naturalnych są biodegradowalne, biozgodne i wpisują się w założenia gospodarki cyrkularnej. Ich produkcja pozwala ograniczyć zużycie nieodnawialnych surowców i zmniejszyć emisję szkodliwych substancji, oferując jednocześnie nową jakość w leczeniu ran, kosmetykach i innych zastosowaniach biomedycznych. Obecnie trwają intensywne prace laboratoryjne, w których testowane są właściwości fizykochemiczne i użytkowe hydrożelu.

Badacze pracują nad stworzeniem prototypu, który w przyszłości może znaleźć zastosowanie m.in. w opatrunkach medycznych.