Китайські вчені розробили і випробували на свинях біоадгезивний гідрогель, що сприяє загоєнню виразки шлунка за рахунок pH-незалежного і надшвидкого гелеобразування, повідомляється в. Гель здатний формуватися навіть у кислому середовищі і утримується на ділянці виразки не менше 48 годин. Біологи вважають, що їхня розробка відкриває нові перспективи в лікуванні шлунково-кишкових захворювань, терапія яких була ускладнена через жорсткі динамічні умови слизової оболонки ЖКТ.
Гідрогелі широко застосовуються в медицині, в тому числі для доставки ліків та їх розміщення в точці призначення. Для посилення взаємодії між тканиною і гідрогелем його утворення часто індукують, доставляючи компоненти, необхідні для формування гелю, прямо до потрібної до ділянки. Однак у шлунку це зробити не так просто - рух стінок і постійна секреція перешкоджають утворенню і утриманню гелю на виразці, заважаючи загоєнню. Це призводить до значної втрати як маси гідрогелю, так і терапевтичного навантаження, тим самим ставлячи під загрозу результати всього лікування.
Терапевтичний вплив на шлунково-кишковий тракт пов'язаний з високим ризиком ускладнень - деякі дослідження змушують засумніватися в безпеці поширених препаратів. Непоганим альтернативним рішенням може стати розробка біоматеріалу, який можна швидко сформувати і зафіксувати в жорстких динамічних умовах шлунка, але досі не вдавалося знайти такий оптимальний метод лікування гастроентерологічних захворювань.
Група вчених на чолі з Сяї Сю (Xiayi Xu) з Китайського університету Гонконгу створила гідрогель, який, завдяки легкій ендоскопічній доставці і міцному зчепленню з тканинами виразки, пропонує альтернативу звичному лікуванню гастропротекторами.
Автори вирішили взяти за основу гідрогелі на основі катехолу, які міцно прикріплюються як до органічних, так і до неорганічних поверхонь за рахунок наслідування типової амінокислоти у складі білка ноги мідій. Вони здатні швидко утворюватися в лужних умовах, однак при впливі окислювачів у них знижується адгезія. Але з цим ефектом, як стало відомо кілька років тому, можна боротися за допомогою відновної тіомочевінної групи (NCSN). Дослідники синтезували полімерні прекурсори, пришивши катехолову і тиомочевинну групи до остова гіалуронової кислоти. Щоб отримати бажаний гідрогель, вони розпорошили поверх розчину окислювач, в якості якого був обраний перидіотат натрію.
Для перевірки ефективності розробки вчені штучно створили виразку шлунка у свиней і випадковим чином розділили їх на три групи: контрольну групу, групу без позитивного контролю, що зазнала лікування гастропротекторами (сукральфат) і експериментальну групу, що зазнала впливу гідрогеля.
Дослідники використовували ендоскопічну доставку гідрогелів на уражені ділянки для швидкого захисту і подальшого прискорення загоєння рани. Експериментальній групі свиней індукували гелеобразування HA-Cat-NCSN у шлунку, доставляючи прекурсори і окислювач через окремі катетери. Через 48 годин експериментальну групу порівняли з контрольною, провівши імуногістохімічне фарбування на індуковану синтазу оксиду азоту, маркер запалення, експресія якої виявилася меншою на тих ділянках виразки, які були покриті гідрогелем.
У групі лікування препаратом сукральфат, загорнутий у марлю, вводили через ендоскоп і фіксували в місці виразки за допомогою ендоскопічних затисків. Подальше спостереження проводилося щотижня протягом 14-денного періоду для оцінки загоєння виразки. На 14 день свиней умертвляли, тканини в фіксували формаліном на 24 години, а потім заливали парафіном для сліпого гістологічного аналізу.
Індекс виразки (твір найдовшого і найкоротшого радіусів виразки) в експериментальній групі був значно меншим, ніж у контрольній і на 7 (P < 0,05) і на 14 день (P < 0,05), тоді як різниця між контрольною групою і групою без позитивного контролю на 14 день виявилася незначною (P > 0,05).
Утворений гідрогель швидко прилипав до ділянок виразки шлунка, забезпечуючи захисний бар'єр протягом принаймні 48 годин, незалежно від перистальтики шлунка, pH і жорсткого середовища, що призвело до прискореного загоєння. Вчені також виявили, що гідрогель створює захисний бар'єр, що заважає проникненню зовнішніх катаболічних факторів і накопиченню факторів зростання навколо області виразки, що пригнічувало запалення.
Біологи помітили, що терапевтична ефективність сукральфату досягалася за рахунок його точної доставки до місця виразки, тоді як типовий пероральний прийом не може гарантувати таку почесну ефективну локалізацію і, отже, в реальності цей метод міг дати найгірший терапевтичний результат. Вони вважають, що лікування розробленим гідрогелем якщо не перевершує, то вже точно можна порівняти з традиційним лікарським лікуванням, і припускають, що HA-Cat-NCSN стане багатообіцяючою альтернативою для лікування рефрактерних язв у клінічних сценаріях, а можливість його освіти надає більший контроль над процесом лікування.
Спроби використання гідрогелів в якості заміни традиційним терапевтичним підходам робляться вченими вже давно. Раніше, наприклад, дослідники з компанії Ventrix повідомили про клінічні випробування гідрогелю на основі позаклітинного матриксу міокарда свиней для лікування інфарктів. А про застосування гідрогелів для спрощення дослідження процесів всередині органів і тканин можна прочитати тут.