Новости химической науки > Если в ране достаточно кислорода, повязка позеленеет

Группа исследователей из Америки, Южной Кореи и Германии разработали перевязочный материал – медицинский клей, с помощью которого становится возможным получать картину содержания кислорода в ранах и ожогах кожи.

Оксигенированные области выглядят зелено-голубыми в тех областях, где кислород гасит красную флуоресценцию, в результате чего можно наблюдать только цвет фонового красителя. (Рисунок из Biomed. Opt. Express, 2014, 5, 3748)

Для того, чтобы снабдить регенерирующиеся клетки глюкозой и кислородом, поврежденным тканям необходимо хорошее кровоснабжение. Недостаточное кровоснабжение может привести к появлению хронических язв, а это в свою очередь говорит о том, что измерение содержания уровня кислорода является неотъемлемой частью лечения ран.

Конор Эванс (Conor Evans) из Медицинской школы Гарварда считает, что, к сожалению, существующие методы оценки состояния раны либо основаны на чрезвычайно субъективных признаки (как например, вид или запах) либо требуют присутствия высококвалифицированного персонала или специализированного оборудования. Общепринятая практика применения электрохимического анализа, который требует неоднократного введения иглоподобных электродов в рану, является той клинической процедурой, которую многие пациенты стараются избегать. Определить содержание кислорода также возможно с помощью определения радиоактивных маркеров на позитронно-эмиссионном томографе, однако такое дорогое оборудование не является широко доступным.

Исследовательская группа Эванса разработала простой, неинвазивный метод для определения насыщенностью тканей кислородом: медицинский клей, который излучает зелено-голубое свечение, когда ткань оксигенирована, и приобретает красный цвет при недостатке кислорода. Исследователи внедрили в изготовленный из нитроцеллюлозы и отпускаемый без рецепта медицинский клей голубой кумариновый краситель и фосфоресцирующий красным палладийсодержащий порфирин. Используя вспышку фотокамеры исследователи инициировали фосфоресценцию металлопорфирина и этой же фотокамерой фиксировали излучение эмиссии. Кислород подавляет фосфоресценцию, что дает возможность голубому фоновому красителю стать видимым, в результате чего формируется «цветная» карта распределения концентраций кислорода. Тонкая пленка на поверхности перевязочного материала препятствует получению ошибочных сигналов от кислорода, содержащегося в атмосфере.

Эванс говорит, что большинство использованных в работе технических приемов уже существовало, а его исследовательская группа пытается преобразовать их и сделать применимыми и простыми для использования в клинической практике. До сих пор перевязочный материал использовался для контроля состояния ран и пересаженной кожи у лабораторных животных, однако Эванс надеется, что вскоре этот метод пройдет клинические испытания.

Отто Вольфбайс (Otto Wolfbeis) из Университета Регенсбурга в Германии, в 2011 году разработавший люминесцентную сенсорную фольгу для контроля содержания кислорода, считает, что исследовательская группа Эванса развила уже существующее научное направление в нечто в высшей степени перспективное для практического применения.

Альпер Боцкурт (Alper Bozkurt), инженер-биомедик из Университета штата Северная Каролина (США), добавляет, что персонифицированный медпрепарат и диагностические приборы для применения в домашних устройствах, как например, умные перевязочные материалы, становятся все более популярными и востребованными

На сегодняшний день исследовательская группа Эванса разрабатывает приложения для Гугл-очков и телефонов на базе операционный системы Андроид, чтобы пользователи могли легко создавать карты распределения кислорода с помощью камеры мобильного устройства.

Вольфбайс также предлагает внедрить в перевязочный материал сенсоры рН, поскольку показатель pH является еще одним важным фактором при восстановлении тканей. Эванс соглашается, что в будущем функциональность перевязочного материала возрастет. В конечном итоге исследователи видят свою задачу в разработке «умного» перевязочного материала, который сможет не только определять содержание кислорода, но также измерять pH, обнаруживать наличие бактерий и даже высвобождать лекарства.

Источник: Biomed. Opt. Express, 2014, 5, 3748 (DOI: 10.1364/BOE.5.003748)

метки статьи: #бытовая химия, #медицинская химия, #фотохимия, фотокатализ