Ερευνητές ΑΠΘ: Ανέπτυξαν τρισδιάστατα εκτυπωμένα επιθέματα για επούλωση ελκών και τραυμάτων

Βιοδραστικά επιθέματα για την αντιμετώπιση οξέων και χρόνιων ελκών και τραυμάτων με τη χρήση φυσικών πρώτων υλών αλλά και της τεχνολογίας της τρισδιάστατης εκτύπωσης ανέπτυξε ερευνητική ομάδα του ΑΠΘ στο πλαίσιο μελέτης με επιστημονικό υπεύθυνο τον αναπληρωτή καθηγητή του Τμήματος Φαρμακευτικής Δημήτρη Φατούρο.

Οι φυσικές πρώτες ύλες που χρησιμοποιήθηκαν ήταν η πηκτίνη μήλου και το μέλι Manouka, που σε πρώτη φάση επέδειξαν την ικανότητα να δημιουργούν ένα ευνοϊκό περιβάλλον για την επούλωση ελκών και τραυμάτων κατά την in vitro αξιολόγησή τους σε προσομοιωμένο τραύμα. Οι επουλωτικές ιδιότητες αυτών των βιοεκτυπωμένων επιθεμάτων ενισχύθηκαν με τρία συστατικά που έχουν αντιμικροβιακή δράση, την πρόπολη, η οποία λαμβάνεται από το μέλι, τη χιτοζάνη, η οποία προέρχεται από τη χιτίνη, που είναι βασικό συστατικό στα κελύφη των οστρακοειδών, της γαρίδας, του καβουριών και του αστακού, καθώς και έναν ολιγοσακχαρίτη, τη β’ κυκλοδεξτρίνη.

“Στην ουσία όλα αυτά τα συστατικά, τα οποία τα χρησιμοποιήσαμε για να εκτυπώσουμε τα επιθέματα με έναν τρισδιάστατο εκτυπωτή, βοηθούν στην επούλωση ενώ ταυτόχρονα έχουν και αντιμικροβιακές ιδιότητες. Και όπως προκύπτει από τα in vitro πειράματα τα οποία κάναμε, αυτές οι ιδιότητες τα καθιστούν ιδανικά για την επούλωση τόσο ελκών όσο και για τραυμάτων”, ανέφερε στο ΑΠΕ-ΜΠΕ ο Δημήτρης Φατούρος.

Τι προϋποθέτει η διαχείριση τραυμάτων και ελκών
Όπως εξηγεί ο αναπληρωτής καθηγητής του Τμήματος Φαρμακευτικής του ΑΠΘ, η διαχείριση τραυμάτων και ελκών προϋποθέτει την προσωρινή υποκατάσταση του δερματικού ελλείμματος, τη διατήρηση ενός κατάλληλου επιπέδου στην περιοχή, την προστασία από μικροβιακές επιμολύνσεις και μηχανικούς τραυματισμούς και την ενίσχυση της επουλωτικής διαδικασίας. Ως εκ τούτου απαιτεί τον συνδυασμό πολλαπλών και τακτικών θεραπευτικών παρεμβάσεων που επηρεάζουν την ποιότητα ζωής των ασθενών, τη συμμόρφωσή τους και κατά συνέπεια την επιτυχή ταχεία διαδικασία επούλωσης. Η ανάπτυξη ενός επιθέματος το οποίο συνδυάζει σε μία θεραπευτική μονάδα ένα πλήθος θεραπευτικών παραγόντων και ιδιοτήτων με την ταυτόχρονη υποστήριξη και διέγερση διαφορετικών μηχανισμών αποκατάστασης του τραύματος θα αποτελούσε ένα ισχυρό και καινοτόμο εργαλείο στον τομέα της περίθαλψης τραυμάτων και ελκών. Επιπρόσθετα, η δυνατότητα εξατομίκευσης της θεραπευτικής παρέμβασης με τον σχεδιασμό επιθεμάτων ειδικά προσαρμοσμένων στις ανάγκες εκάστοτε ασθενούς θα συνέβαλε στην επιτάχυνση της αποκατάστασης της υγείας του, την αποτελεσματικότερη διαχείριση και κατά συνέπεια την ελαχιστοποίηση του κόστους και χρόνου περίθαλψης καθώς και του υψηλού κινδύνου ακρωτηριασμού και θνησιμότητας.

“Η μελέτη χρηματοδοτήθηκε από το Επιχειρησιακό Πρόγραμμα “Ανάπτυξη Ανθρώπινου Δυναμικού Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση”. Είμαστε σε αρκετά πρώιμο στάδιο και το επόμενο βήμα το οποίο θέλουμε να κάνουμε είναι να προχωρήσουμε σε in vivo μελέτες σε προκλινικό επίπεδο, δηλαδή να χρησιμοποιήσουμε κάποια ζωικά μοντέλα ούτως ώστε να δούμε ποια είναι η επίδρασή τους σε αυτά. Απέχουμε αρκετά από την εμπορική εκμετάλλευση. Έχουμε κάνει, τον Ιανουάριο του 2020, δημοσίευση με τίτλο “Development of Bio-Active Patches Based on Pectin for the Treatment of Ulcers and Wounds Using 3D-Bioprinting Technology” στο έγκριτο περιοδικό Pharmaceutics, στην οποία φαίνεται ότι αυτό το επίθεμα, όταν έρθει σε επαφή με τα υγρά που παράγει η πληγή, αρχίζει και αφομοιώνεται, και στην ουσία απορροφάται από την πληγή και την επουλώνει. Έχει και επουλωτική δράση και αντιμικροβιακή. Έχουμε κάνει και κάποια ex vivo πειράματα τοποθετώντας αυτά τα επιθέματα σε υγιές δέρμα χοίρου και είδαμε ότι απορροφήθηκαν πάνω στην επιφάνειά του και έγιναν ένα με το δέρμα. Θα μπορούσαν αυτά τα επιθέματα να χρησιμοποιηθούν δυνητικά και για εγκαύματα, με κάποιες μικρές τροποποιήσεις όσον αφορά τη σύσταση. Προς το παρόν, όμως, αποφασίσαμε να επικεντρωθούμε στην επουλωτική δράση και ταυτόχρονα στις αντιμικροβιακές ιδιότητες του επιθέματος αυτού. Ο αρχικός μας στόχος, κατά κύριο λόγο, είναι το διαβητικό πόδι, δηλαδή τα έλκη τα οποία δημιουργούνται στα κάτω άκρα των διαβητικών και τα οποία αν δεν αντιμετωπιστούν μπορεί να οδηγήσουν σε ακρωτηριασμό”, πρόσθεσε ο Δημήτρης Φατούρος.

Η μελέτη αυτή ξεκίνησε το 2018 και ολοκληρώθηκε τον Μάρτιο του 2020 από ερευνητική ομάδα στην οποία μετείχαν οι χημικοί μηχανικοί- μεταδιδάκτορες Ελευθέριος Ανδριώτης και Γεώργιος Ελευθεριάδης και η φαρμακοποιός- μεταδιδακτόρισσα Χριστίνα Καραβασίλη.