Вторая кожа – разработан новый материал, укрепляющий кожный покров

Ученые Массачусетского технологического института, Центрального госпиталя Массачусетса, Living Proof и Olivo Labs разработали новый материал, который может временно защитить и подтянуть кожу, а также разгладить морщины. При условии дальнейшей разработки возможно также его использование для доставки лекарственных средств при лечении дерматологических патологий типа экземы и других видов дерматитов.

Материал представляет собой полимер на основе силикона, который может быть нанесен на кожу в виде тонкого, незаметного покрытия, имитирующего механические и эластические свойства здоровой, молодой кожи. В испытаниях, проведенных на людях, исследователи обнаружили, что материал оказался в состоянии подтянуть потерявшую эластичность кожу под нижними веками в виде мешков под глазами, а также улучшать увлажнение кожи. Этот вид «второй кожи» также может быть адаптирован для обеспечения длительной защиты от ультрафиолетового излучения, утверждают исследователи.

«Это невидимый слой, который может обеспечить барьерную функцию, улучшения внешнего вида кожи, а также – потенциально – способен доставить препарат локально в область, которую планируется лечить. Совместно, эти три вещи могли бы действительно сделать его идеальным для использования», – говорит Дэниел Андерсон, доцент факультета химического машиностроения Массачусетского технологического института и член Коховского института интегративных исследований рака при Массачусетском технологическом институте и Института медицинской инженерии и науки (IME).

Андерсон является одним из авторов статьи, опубликованной 9 мая 2016 года в онлайн-выпуске журнала «Nature Materials», которая описывает новый полимер. Роберт Лангер, профессор Коховского института интегративных исследований рака при Массачусетском технологическом институте, выступает главным автором этой статьи, а ведущим автором является Бетти Ю, бывший вице-президент Living Proof. Лангер и Андерсон являются соучредителями Living Proof и Olivo Labs, а Ю получила магистерскую и докторскую степени в Массачусетском технологическом институте.

 

В процессе старения кожа становится менее твердой и эластичной – проблемы, которые могут усугубляться под воздействием солнца. Это ухудшает способность кожи защищать организм от экстремальных температур, токсинов, микроорганизмов, радиации, а также травм. Около 10 лет назад исследовательская группа приступила к разработке защитного покрытия, которое смогло бы восстановить свойства здоровой кожи как в медицинских, так и в косметических целях.

«Сначала мы подумали, может, можно было бы контролировать свойства кожи путем покрытия ее полимерами, которые окажут на нее благотворное воздействие, – рассказывает Андерсон. – Мы также хотели, чтобы такое покрытие вышло невидимым и с ним было комфортно».

 

Исследователи создали библиотеку из более чем 100 подходящих полимеров, каждый из которых содержал химическую структуру, так называемый «силоксан» – цепь чередующихся атомов кремния и кислорода. Эти полимеры могут быть собраны в сетеподобную структуру, известную как поперечно-сшитый полимерный слой (XPL). Затем исследователи протестировали материалы в поисках того из них, что будет наилучшим образом имитировать внешний вид, прочность и эластичность здоровой кожи.

«Он должен был иметь правильные оптические свойства – в противном случае он не мог бы хорошо смотреться – и он должен был иметь правильные механические свойства, потому что иначе у него не было бы достаточно силы, чтобы исполнять свои функции», – поясняет Лангер.

Лучший из исследованных материалов имеет упругие свойства, очень похожие на свойства кожи. В ходе лабораторных испытаний он легко возвращался в исходное состояние после того, как растягивался более чем на 250 процентов (натуральная кожа может растягиваться на приблизительно 180 процентов). В лабораторных испытаниях эластичность оригинального поперечно-сшитого полимера была намного лучше, чем у двух других типов перевязочных материалов, использующихся в настоящее время – листов из силиконового геля и полиуретановых пленок.

«Создать материал, который будет вести себя, как кожа, очень трудно, – говорит Барбара Гилкрест, дерматолог Центрального госпиталя Массачусетса и один из авторов статьи. – Многие пытались решить эту проблему, но материалы, которые были доступны до настоящего времени, не имели достаточной гибкости, удобства при ношении, не удовлетворяли условиям отсутствия раздражения на них и не могли приспособиться к движению кожи и возврату в исходное состояние».

Поперечно-сшитый полимерный слой XPL в настоящее время наносится в две стадии. Сначала полисилоксановые компоненты наносят на кожу, а затем платиновый катализатор индуцирует создание полимера с образованием крепкой поперечно-сшитой пленки, которая держится на коже в течение 24 часов. Этот катализатор должен быть внесен после нанесения полимера, потому что после этого шага материал становится слишком жестким, чтобы его можно было размазать по коже. Оба слоя наносятся в виде кремов или мазей, и после нанесения поперечно-сшитый полимерный слой становится фактически невидимым.

 

Исследователи провели несколько исследований на людях, чтобы проверить безопасность и эффективность материала. В одном из таких исследований поперечно-сшитый полимерный слой был нанесен на области под глазами, где образуются так называемые «мешки», которые часто формируются в процессе старения кожи. Эти мешки под глазами вызваны протрузией – выпячиванием жировой прослойки, лежащей в основе кожи нижнего века. После применения полимерного слоя возникает устойчивый сжимающий эффект, который подтягивает кожу, он длится около 24 часов.

В другом исследовании полимерный слой XPL наносили на кожу предплечья, чтобы проверить его эластичность. После того, как кожа, обработанная полимером, была растянута присоской, она возвращалась в свое исходное состояние быстрее, чем обыкновенная, не обработанная кожа.

Исследователи также проверили способность материала  предотвращать потерю влаги из сухой кожи. Через два часа после нанесения кожа, которая была обработана разработанным поперечно-сшитым полимерным слоем, пострадала гораздо меньше, чем кожа, которая была обработана высококлассным коммерческим увлажнителем. Кожа, покрытая вазелином, в течение 2 часов после нанесения была так же эффективна в удержании влаги, как и кожа, обработанная XPL, но через 24 часа тесты показали, что обработанная новым полимером кожа сохранила гораздо больше воды. Ни один из участников исследования не выдвигал каких-либо жалоб на раздражение от ношения нового поперечно-сшитого полимерного слоя XPL.

 

Living Proof уже передала технологию XPL для Olivo Laboratories, LLC, новый стартап формируется для сосредоточения на вопросах дальнейшего развития технологии поперечно-сшитых полимерных слоев. Для начала команда Olivo займется разработкой медицинских аспектов применения технологии для лечения заболеваний кожи типа дерматитов.



Piluli - Медицина от А до Я.