Opatrunki z grafenem na rany skóry

Dlaczego grafen?

Grafen to pojedyncza warstwa atomów węgla ułożonych w kształt przypominający plaster miodu. Posiada unikalne właściwości fizykochemiczne i coraz częściej wykorzystywany jest w badaniach naukowych.

Naukowcy ze Szkoły Głównej Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie skupili się na właściwościach, które mogą być wykorzystywane w procesie gojenia ran skóry. W badaniach wykorzystano jednoatomową warstwę grafenu tzw. monowarstwę. To materiał, który jest bardzo cienki i jednocześnie niezwykle wytrzymały w relacji do swej struktury. Idealnie przylega do różnych powierzchni, między innymi do szkła, co wykorzystał zespół naukowców z SGGW prowadząc badania komórek na tym właśnie materiale powleczonym warstwą grafenu. Jego struktura nie uszkadza komórek jak ma to miejsce w przypadku nanopłatków grafenu, które posiadają ostre krawędzie.

– W naszych badaniach podłożem jest szkło, ponieważ obrazujemy komórki pod mikroskopem – wyjaśnia dr inż. Iwona Lasocka z Katedry Biologii Środowiska Zwierząt Instytutu Nauk o Zwierzętach SGGW. – Przygotowanie preparatu do obserwacji, wymaga jego zamknięcia między dwiema szklanymi powierzchniami. Po wysianiu komórek na szkło pokryte grafenem, obserwujemy co się z nimi dzieje. Jesteśmy w stanie ocenić ich potencjał w procesie gojenia rany w rozumieniu określenia ich żywotności, zdolności do adhezji (przylegania komórek do podłoża) i migracji (przemieszczania się komórek po podłożu), formowania szkieletu komórkowego a nawet aktywności mitochondrialnej (wydolności metabolicznej komórki lub reakcji energetycznych komórki).

Badania, które do tej pory zostały przeprowadzone pokazały, że grafen nie jest toksyczny. Zbadano komórki, które są zaangażowane w proces gojenia skóry: fibroblasty, keratynocyty oraz mezenchymalne komórki macierzyste. Te wykorzystywane w badaniach pochodzą z banku komórek ATCC (ang. American Type Culture Collection).

– Teraz badamy makrofagi, czyli komórki układu odpornościowego – mówi dr inż. I. Lasocka. – Komórki te są aktywne w całym okresie gojenia rany, który można podzielić w dużym skrócie na fazę zapalną, proliferacyjną i przebudowy. Każde uszkodzenie tkanek goi się w wyniku reakcji zapalnej, która jest szczególnie nasilona kiedy rana jest zanieczyszczona, czyli mogą tam być obecne czynniki zakaźne, martwe komórki, czy ciała obce. Rana jest czyszczona właśnie przez makrofagi – komórki układu odpornościowego. W efekcie monowarstwa grafenu, po wstępnych badaniach in vitro, może okazać się cennym materiałem do badań na zwierzętach.

Grafen a gojenie ran skóry

W związku z tym, że grafen ma właściwości przeciwbakteryjne oraz strukturę, która może stanowić rusztowanie, czyli podłoże dla komórek, mógłby być stosowany jako bioopatrunek. Nie byłoby konieczne nakładanie na ranę samego grafenu, a właśnie opatrunku z tym składnikiem, który mógłby spowodować szybsze i lepsze gojenie.
Zanim jednak produkt zostanie stworzony i wprowadzony na rynek, musi zostać dokładnie przebadany zarówno pod kątem wpływu na organizm zwierząt, człowieka jak i na środowisko. Naukowcy z SGGW (dr hab. Lidia Szulc-Dąbrowska, prof. SGGW; dr hab. Ewa Skibniewska, prof. SGGW; dr hab. Michał Skibniewski; dr inż. Iwona Lasocka) pracują intensywnie. Badania na komórkach dobiegają końca. Kolejny etap to badania na zwierzętach. Zatem pozostaje czekać na dobrze zapowiadający się efekt ich pracy – nowatorskie opatrunki na rany skóry z dodatkiem przeciwbakteryjnego grafenu.

Anita Kruk, Biuro Promocji SGGW