Ученые из Нижегородского государственного университета имени Н.И. Лобачевского (ННГУ) представили инновационные биологически активные покрытия на основе коллагена, полученного из трески. Эти покрытия призваны ускорить процесс заживления ран и обеспечить надежную защиту от инфекций. Результаты исследования были опубликованы в научном журнале Polymers.
Создание эффективных материалов для заживления ран является приоритетной задачей в современной науке, учитывая постоянное количество и разнообразие повреждений, возникающих в результате хирургических операций, несчастных случаев и ожогов. В ННГУ подчеркивают, что ключевым направлением в регенеративной медицине становится применение природных биосовместимых полимеров.
Разработка ученых ННГУ
Сотрудники университета разработали уникальную технологию производства ранозаживляющих повязок (включая пленки, губки и скаффолды) из коллагена, извлеченного из отходов переработки трески. Особенность этих покрытий заключается в их способности самостоятельно, без дополнительной обработки, предотвращать рост плесневых грибов и бактерий, как сообщают исследователи.
«Подобные отечественные материалы на рынке не существуют, а их применение особенно ценно в условиях, где стерильность не всегда гарантирована. Кроме того, новая разработка превосходит по эффективности доступные коммерческие аналоги», — отметила Людмила Семенычева, руководитель проекта и заведующая научно-исследовательской лабораторией нефтехимии НИИ химии ННГУ.
Изображение поверхности гидрогеля со сканирующего электронного микроскопа
Выбор коллагена именно из промысловых видов рыб объясняется его высокой степенью сходства с человеческим коллагеном, что обеспечивает отличную биосовместимость. Помимо этого, рыбий коллаген является возобновляемым, экономичным и безопасным источником, не представляющим риска передачи зоонозных заболеваний.
«Коллаген является самым распространенным белком в организме и идеальной основой для материалов, способствующих регенерации. Однако для достижения желаемого эффекта необходимо модифицировать его естественную структуру, создав прочную трехмерную матрицу. Наша команда успешно справилась с этой задачей», — пояснила Семенычева.
Предложенная методика основана на модификации коллагена трески с использованием методов радикальной химии, что позволяет встраивать в его структуру биосовместимые природные и синтетические компоненты. Это приводит к формированию прочной трехмерной матрицы, необходимой для эффективного восстановления тканей.
Ученые ННГУ в лаборатории
Эффективность новых покрытий уже подтверждена. Биосовместимость была успешно продемонстрирована в лаборатории биотехнологий Приволжского исследовательского медицинского университета (ПИМУ). Испытания на ускорение заживления ран, проведенные в Институте биологии и биомедицины ННГУ, показали значительно лучшие результаты по сравнению с коммерческими средствами на основе бычьего коллагена.
В настоящее время проект переходит к фазе пилотных испытаний, которая будет включать полный цикл доклинических исследований, с целью дальнейшего внедрения этой разработки в медицинскую практику.
Nizhny Novgorod Scientists Develop Fish Collagen-Based Wound Dressings
Scientists from Lobachevsky State University of Nizhny Novgorod (UNN) have introduced innovative biologically active wound dressings based on collagen derived from cod. These coverings are designed to accelerate wound healing and provide robust protection against infections. The research findings were published in the scientific journal Polymers.
The development of effective wound healing materials remains a critical task in modern science, given the persistent high incidence and diverse nature of injuries resulting from surgical interventions, accidents, and burns. UNN highlights that a key trend in regenerative medicine is the application of natural biocompatible polymers.
UNN Scientists` Development
University specialists have engineered a unique technology for producing wound dressings (including films, sponges, and scaffolds) from collagen extracted from cod processing waste. A distinctive feature of these coatings is their ability to independently, without additional treatment, inhibit the growth of mold fungi and bacteria, as reported by the researchers.
«Similar domestic materials are not available on the market, and their application is particularly valuable in non-sterile environments. Furthermore, our new development surpasses the effectiveness of commercially available analogues,» noted Lyudmila Semenycheva, the project leader and head of the petrochemical research laboratory at the UNN Institute of Chemistry.
Scanning electron microscope image of hydrogel surface
The choice of collagen from commercial fish species is attributed to its high degree of similarity with human collagen, ensuring excellent biocompatibility. Furthermore, fish collagen is a renewable, economical, and safe resource, posing no risk of transmitting zoonotic diseases.
«Collagen is the most abundant protein in the body and an ideal foundation for regenerative materials. However, to achieve the desired effect, its natural structure must be modified to create a robust three-dimensional matrix. Our team has successfully accomplished this task,» Semenycheva explained.
The proposed approach involves modifying cod collagen using radical chemistry methods, which allows for the incorporation of biocompatible natural and synthetic components into its structure. This leads to the formation of a durable three-dimensional matrix essential for effective tissue regeneration.
UNN Scientists in the laboratory
The efficacy of the new dressings has already been confirmed. Biocompatibility was successfully demonstrated at the biotechnology laboratory of the Privolzhsky Research Medical University (PIMU). Wound healing trials conducted at the UNN Institute of Biology and Biomedicine showed significantly better results compared to commercial materials based on bovine collagen.
Currently, the project is progressing to a pilot phase, which will include a full cycle of preclinical trials, aiming for subsequent integration of this development into medical practice.
