Графен представляет собой один слой атомов углерода, расположенных в форме сот. Он обладает уникальными физико-химическими свойствами и все чаще используется в научных исследованиях. Ученые из Варшавского университета естественных наук сосредоточились на свойствах графена, которые можно использовать в процессе заживления кожных ран.
Благодаря тому, что графен обладает антибактериальными свойствами и структурой, которая может представлять собой каркас, то есть субстрат для клеток, его можно использовать в качестве биоповязки.
Монослой графена вместо нанохлопьев
В исследовании WULS-SGGW использовался моноатомный слой графена, так называемый монослой - сообщает вуз на своем сайте. Это очень тонкий и в то же время чрезвычайно прочный по своей структуре материал. Он прекрасно прилипает к различным поверхностям, в том числе к стеклу, которое использовала группа ученых Варшавского университета естественных наук (SGGW) для проведения исследований клеток на этом материале, покрытом монослоем графена. Его структура не повреждает клетки, как в случае с нанохлопьями графена.
«Графен в виде монослоя представляет собой однородный, сплошной слой углерода, который на большей части своей поверхности имеет толщину в один атом. Такой графен адаптируется к поверхности, на которую он переносится, что отражается на его свойствах и воздействии на клетки. Однако графена без дефектов не существует. Дефекты в структуре графена могут возникнуть спонтанно в процессе производства или могут быть внесены путем изменения свойств материала и могут быть выявлены с помощью рамановской спектроскопии», — объясняет доктор Хаб. Ивона Ласоцка с кафедры биологии окружающей среды животных Института зоотехники Варшавского университета естественных наук.
Графен на стекле
Посеяв клетки на стекло с графеновым покрытием, исследователи наблюдают, что с ними происходит. По описанию доктора Хаб. Ивона Ласоцка, учёные могут оценить влияние монослоя графена на жизнеспособность клеток, их способность прикрепляться (прикрепляться к субстрату) и мигрировать (передвигаться по субстрату), формирование клеточного скелета и даже митохондриальную активность (активность клетки). метаболическая эффективность или энергетические реакции клетки).
Исследования, проведенные в рамках проекта, показали, что монослой графена не токсичен.
«Результаты проведенных исследований убедительно показали, что использование однородного слоя (монослоя) графена не вызывает изменения морфологии клеток, участвующих в процессе заживления ран, не оказывает негативного влияния на элементы их цитоскелета и не оказывает токсического влияния на метаболические процессы клеток. Поэтому следует учитывать, что графеновый субстрат характеризуется цитосовместимостью, не оказывающей негативного влияния на процесс упорядоченной миграции клеток, что было подтверждено in vitro в исследованиях. тест на заживление ран», - комментирует доктор Хаб. Ивона Ласоцка.
Графен в виде монослоя, - подчеркивает исследователь, - был субстратом для клеток, поэтому в свободном состоянии в растворе он не существовал, а лишь воздействовал на клетку на поверхности.
«Преимущество используемого раствора состоит в том, что клетки не соприкасаются с острыми краями графена, он не оказывает разрушительного воздействия на клетки и не внедряется (интернализуется) в клетки, как указывают авторы работ с использованием графен суспендирован в растворе в виде нанолистов/нанохлопьев", - описывает исследователь.
В рамках проекта SGGW исследовались клетки, участвующие в процессе заживления кожи: фибробласты, кератиноциты и мезенхимальные стволовые клетки. Те, которые использовались в исследовании, взяты из банка клеток ATCC (Американской коллекции типовых культур).
«Сейчас мы исследуем макрофаги, то есть клетки иммунной системы. Эти клетки активны на протяжении всего периода заживления ран, который можно кратко разделить на воспалительную, пролиферативную и фазу ремоделирования. Любое повреждение ткани заживает в результате воспалительного процесса. реакция, которая особенно интенсивна, когда рана загрязнена, т. е. могут присутствовать инфекционные агенты, мертвые клетки или инородные тела. Рана очищается макрофагами», — говорит доктор Ласоцка.
В результате монослой графена после предварительных испытаний in vitro может оказаться ценным материалом для испытаний на животных. Однако прежде чем продукт будет создан и выведен на рынок, он должен быть тщательно протестирован с точки зрения его воздействия на животных, человека и окружающую среду.
В команде, работающей над решением, кроме доктора Хаб. Ивона Ласоцка, в составе: д-р хаб. Лидия Шулц-Домбровская, проф. СГГВ; Кандидат наук. Ева Скибневска, проф. SGGW и доктор философии. Михал Скибневский. Ученые также сотрудничают с исследователями Варшавского технологического университета: доктором Ивоной Пастернак с физического факультета и доктором хаб. проф. университета Эльжбеты Ястржембской с химического факультета и с проф. Мария Хубалек-Калбакова из Карлова университета в Праге.
Исследование финансировалось в рамках гранта молодого ученого Варшавского университета естественных наук. В 2022 году Национальный научный центр выделил финансирование на дальнейшие работы по биоповязке в программе «Миниатура 6».
Наука в Польше, Эвелина Крайчиньска-Вуец
экр/зан/
