Hong Kong Polytechnic Üniversitesi araştırmacıları enfekte yaraların iyileşmesini hızlandıran biyonik yara örtüsü geliştirdi

Hong Kong Polytechnic Üniversitesi'nden Prof. Xungai Wang, Prof. Shuo Shi, Prof. Huiqun Zhou ve Prof. Yang Ming liderliğinde, City University of Hong Kong, Jiangnan University ve Zhejiang Sci-Tech University araştırmacılarının katkısıyla geliştirilen biyonik yara örtüsü, enfekte yaraların tedavisinde koruma, konfor ve antibakteriyel etkinliği aynı platformda buluşturmayı hedefliyor.

Araştırma ekibi, mevcut yara örtülerinin çoğunda konfor ile işlevsellik arasında bir tercih yapılmak zorunda kalındığını belirterek, gazlı bezlerin yara değişiminde ağrıya neden olabildiğini, köpük bazlı ürünlerin maliyetli olduğunu ve hidrokolloid pansumanların enfekte yaralar için uygun olmadığını ifade etti. Araştırmacılar, geliştirilen yeni biyonik soğutucu cildin bu sınırlamaları aşmak amacıyla tasarlandığını bildirdi.

"Cilt benzeri mekanik özellikler sunuyor"

Araştırmacılar, malzemenin çözücü kaynak teknolojisi ile demir katkılı metal-organik iskelet yapılarının (Fe-ZIF8) bir araya getirilmesiyle üretildiğini açıkladı. Açıklamada, "Malzeme yaklaşık 21,6 MPa çekme dayanımı ve yaklaşık yüzde 54 uzama kapasitesiyle doğal insan cildine yakın mekanik özellikler sergiliyor." ifadelerine yer verildi.

Araştırmaya göre dış yüzey suyu iten yapısıyla güneş ışığını yansıtırken orta kızılötesi radyasyonu dışarı aktararak pasif soğutma sağlıyor. İç yüzey ise nemi uzaklaştırırken antibakteriyel görev üstlenen Fe-ZIF8 nanoparçacıklarını taşıyor.

"Görünür ışık altında bakterileri etkisiz hale getiriyor"

Bilim insanları, demir katkısının malzemenin enerji bant aralığını daralttığını ve görünür ışığı etkin şekilde kullanmasını sağladığını belirtti. Araştırmacılar, görünür ışık altında oluşan reaktif oksijen türlerinin bakterileri etkisiz hale getirdiğini, bu mekanizmanın standart ZIF8 yapısına göre yaklaşık iki kat daha güçlü sinyal oluşturduğunu aktardı.

Çalışmada ayrıca malzemenin yüksek kızılötesi yayılım özelliği sayesinde vücut ısısının çevreye aktarılmasına katkı sağladığı kaydedildi.

Deneylerde dikkat çeken sonuçlar

Araştırma sonuçlarına göre biyonik yara örtüsü, yüksek hava geçirgenliği, su buharı iletimi ve yüzde 99,8'in üzerinde parçacık filtreleme verimliliği sağladı. Simüle edilmiş güneş ışığı altında yüzey sıcaklığının benzer yapılara göre yaklaşık 4 santigrat derece daha düşük olduğu, hayvan deneylerinde ise gerçek dış ortam koşullarında ortalama 1,7 santigrat derecelik serinletici etki gözlendiği bildirildi.

Araştırmacılar, beyaz ışık altında Staphylococcus aureus bakterisine karşı yüzde 97,1 antibakteriyel etkinlik elde edildiğini ve bunun antibiyotik uygulanan kontrol grubuna benzer seviyede olduğunu açıkladı. Aynı zamanda fibroblast hücrelerinde beş gün boyunca yüksek biyouyumluluk gözlendiği ifade edildi.

Hayvan modellerinde biyonik yara örtüsü uygulanan yaraların yaklaşık 11 gün içinde neredeyse tamamen kapandığı, iyileşme hızının tedavi uygulanmayan ve yalnızca PVDF kullanılan grupların iki katından fazla olduğu belirtildi.

Gen düzeyinde iyileşmeyi destekliyor

Araştırmacılar, RNA dizileme ve qPCR analizlerinin yara örtüsünün yalnızca enfeksiyonu kontrol etmekle kalmadığını, aynı zamanda damar oluşumu, hücre göçü ve antimikrobiyal savunmayla ilişkili genleri artırırken iltihaplanmayla bağlantılı genlerin aktivitesini azalttığını ortaya koyduğunu bildirdi.

Histolojik incelemelerde daha düzenli kolajen birikimi ve sağlıklı epidermis oluşumu gözlendiğini aktaran ekip, geliştirilen biyonik yapının aşırı yara izi oluşturmadan güçlü doku yenilenmesini desteklediğini ifade etti.

Araştırmacılar, biyomimetik tasarım ile fonksiyonel malzeme mühendisliğini bir araya getiren bu yaklaşımın, gelecekte termal konfor, aktif enfeksiyon kontrolü ve hızlandırılmış doku yenilenmesini aynı anda sunabilen yeni nesil akıllı yara bakım ürünlerinin geliştirilmesine katkı sağlayabileceğini vurguladı.

Kaynak: CUMHA - CUMHUR HABER AJANSI