Para saintis merancang teknik penyembuhan luka 'pintar'
Penyelidikan baru, diterbitkan dalam jurnal Bahan Canggih, membuka jalan untuk "generasi baru bahan yang aktif bekerja dengan tisu untuk mendorong penyembuhan [luka]."
Oleh kerana semakin banyak prosedur pembedahan dilakukan di Amerika Syarikat, jumlah jangkitan di tapak pembedahan juga meningkat.
Luka kronik yang tidak sembuh - seperti yang berlaku pada diabetes - sering menjadi tuan rumah kepada pelbagai jenis bakteria dalam bentuk biofilm.
Bakteria biofilm semacam itu sering tahan terhadap rawatan, dan ketahanan antimikroba hanya meningkatkan kemungkinan luka ini dijangkiti.
Menurut anggaran baru-baru ini, luka kronik mempengaruhi kira-kira 5.7 juta orang di A.S. Beberapa luka kronik boleh mengakibatkan amputasi, seperti halnya dengan bisul diabetes.
Pada peringkat global, para penyelidik mengira bahawa setiap 30 saat, ulser diabetes kronik dan tidak sembuh menyebabkan amputasi.
Dalam konteks ini, sangat memerlukan kaedah penyembuhan luka yang inovatif dan berkesan. Penyelidikan baru menunjukkan janji dalam hal ini, kerana saintis telah membuat molekul yang membantu memanfaatkan kekuatan penyembuhan semula jadi tubuh.
Molekul-molekul itu disebut beban daya diaktifkan daya tarikan (TrAPs). Mereka adalah faktor pertumbuhan yang membantu bahan seperti kolagen berinteraksi dengan tisu badan dengan lebih semula jadi.
Ben Almquist, Ph.D., seorang pensyarah di jurusan kejuruteraan di Imperial College London di United Kingdom, mengetuai penyelidikan baru.
Teknologi perangkap dan penyembuhan luka
Bahan seperti kolagen sering digunakan dalam penyembuhan luka. Contohnya, spons kolagen dapat merawat luka bakar, dan implan kolagen dapat membantu tulang tumbuh semula.
Tetapi bagaimana kolagen berinteraksi dengan tisu? Dalam implan perancah yang disebut, sel bergerak melalui struktur kolagen, menarik perancah bersamanya. Ini mencetuskan penyembuhan protein, seperti faktor pertumbuhan, yang membantu tisu tumbuh semula.
Dalam kajian baru, Almquist dan pasukan merekayasa molekul TrAP untuk mencipta semula proses semula jadi ini. Para saintis "melipat" helai DNA menjadi aptamers, yang merupakan bentuk tiga dimensi yang mengikat protein.
Kemudian, mereka merancang "pegangan" agar sel mencengkam. Mereka melekatkan sel ke satu hujung pemegang dan perancah kolagen ke hujung yang lain.
Ujian makmal menunjukkan bahawa sel menyeret TrAP ketika bergerak melalui implan kolagen. Sebaliknya, protein pertumbuhan yang diaktifkan ini mencetuskan proses penyembuhan dalam tisu.
Para saintis menjelaskan bahawa teknik ini mencipta semula proses penyembuhan yang ada di seluruh dunia semula jadi. "Menggunakan pergerakan sel untuk mengaktifkan penyembuhan ditemukan pada makhluk mulai dari span laut hingga manusia," kata Almquist.
"Pendekatan kami meniru mereka dan bekerja secara aktif dengan pelbagai jenis sel yang tiba di tisu kami yang rosak dari masa ke masa untuk mempromosikan penyembuhan," tambahnya.
‘Generasi baru’ bahan penyembuhan
Penyelidikan ini juga mendedahkan bahawa tweak pemegang sel mengubah jenis sel yang dapat melekat dan menahan pada TrAP.
Pada gilirannya, ini membolehkan TrAP melepaskan protein regeneratif yang diperibadikan berdasarkan sel yang melekat pada pemegang.
Kesesuaian ini dengan pelbagai jenis sel bermaksud teknik ini dapat digunakan untuk pelbagai jenis luka - mulai dari patah tulang hingga luka jaringan parut yang disebabkan oleh serangan jantung dan dari kerosakan saraf pada bisul diabetes.
Akhirnya, aptamers telah disetujui sebagai ubat untuk kegunaan klinikal manusia, yang boleh bermaksud bahawa teknik TrAP mungkin akan tersedia secara meluas lebih cepat daripada kemudian.
"Teknologi TrAP menyediakan kaedah yang fleksibel untuk membuat bahan yang berkomunikasi secara aktif dengan luka dan memberikan petunjuk penting kapan dan di mana ia diperlukan," jelas Almquist.
"Penyembuhan yang cerdas dan dinamis semacam ini berguna selama setiap fasa proses penyembuhan, berpotensi untuk meningkatkan peluang tubuh untuk pulih, dan memiliki kegunaan luas pada berbagai jenis luka," tambahnya.
Penyelidik menyimpulkan, "[t] teknologinya berpotensi berfungsi sebagai konduktor pembaikan luka, mengatur sel yang berlainan dari masa ke masa untuk bekerjasama untuk menyembuhkan tisu yang rosak."
"Teknologi kami dapat membantu melancarkan generasi baru bahan yang aktif bekerja dengan tisu untuk mendorong penyembuhan."
Ben Almquist, Ph.D.
