Медицина будущего: наночастицы из фосфата церия ускоряют рост клеток и борются с воспалением

Российские исследователи создали новый тип наночастиц, способных ускорять заживление ран и ожогов. Материал на основе фосфата церия не только стимулирует рост клеток кожи, но и подавляет воспалительные и окислительные процессы, мешающие восстановлению тканей. О результатах сообщила пресс-служба Российского научного фонда (РНФ).

Прорыв в регенеративной медицине

Разработка открывает новые возможности для лечения хронических и трудно заживающих повреждений кожи. По словам профессора Первого МГМУ имени Сеченова Екатерины Силиной, созданные наночастицы обладают тремя ключевыми свойствами: биосовместимостью, стимулирующим действием на клетки и мощным антиоксидантным эффектом.

"Полученные нами наночастицы сочетают три важных свойства: биосовместимость, способность стимулировать рост и деление клеток, а также мощный антиоксидантный эффект. Благодаря им материал может лечь в основу средств для лечения острых и длительно незаживающих ран, ожогов и других серьёзных повреждений кожи", — пояснила Екатерина Силина, чьи слова приводит пресс-служба РНФ.

Эти частицы представляют собой соединение церия и фосфора — ортофосфат церия, обладающий уникальными восстановительными свойствами. В отличие от классических оксидных наноматериалов, они эффективнее нейтрализуют активные формы кислорода, ответственные за старение клеток и торможение регенерации.

Как создавались наночастицы

Учёные смешали нитрат церия с аммиаком и ортофосфорной кислотой, регулируя процесс кристаллизации температурой, кислотностью и концентрацией растворов. В результате удалось получить три формы наноструктур, различающихся по морфологии.

Почему форма имеет значение? От структуры частиц зависит, насколько активно они взаимодействуют с клетками и биомолекулами. Оптимальные образцы, полученные с добавлением регулятора кристаллизации, имели форму микроскопических прямоугольников, сопоставимых по размеру с вирусами.

Опыты на культурах стволовых клеток показали, что такие частицы вдвое ускоряют деление клеток-предшественников соединительной ткани и стимулируют рост фибробластов и кератиноцитов — ключевых элементов кожи, отвечающих за её обновление.

По данным пресс-службы РНФ, частицы, созданные с применением регуляторов кристаллизации, оказались наиболее эффективными: они не вызывали токсического эффекта и усиливали клеточную активность.

Сильнее витамина С

Исследователи также выявили антиоксидантные свойства фосфата церия: наночастицы подавляли процессы окисления в клеточных культурах в несколько раз эффективнее, чем аскорбиновая кислота. Это особенно важно при хронических воспалениях и ожогах, где свободные радикалы мешают заживлению тканей.

Почему антиоксиданты так важны при лечении ран? Избыток активных форм кислорода разрушает клеточные мембраны, нарушая регенерацию. Уменьшение окислительного стресса ускоряет восстановление и снижает риск образования рубцов.

Сравнение с ранее созданными наноструктурами на основе оксида церия показало, что фосфатные формы обладают более стабильной активностью и лучшей совместимостью с живыми клетками.

От лаборатории к клинике

Разработка стала логическим продолжением многолетней работы группы Екатерины Силиной. Ранее её команда создала наночастицы оксида церия с выраженным антимикробным и заживляющим действием и отработала технологию их промышленного производства.

В чём отличие новой работы? Учёные перешли к соединению другого типа — ортофосфата церия, который проявил более широкий биологический эффект: кроме антисептических свойств, он активно стимулирует деление клеток кожи.

Возможные применения

По оценке исследователей, наночастицы фосфата церия можно использовать в составе:

• ранозаживляющих гелей и повязок;
• средств для лечения трофических язв и ожогов;
• косметических препаратов для восстановления кожи после процедур;
• биоматериалов для хирургии и имплантации.

А что если наночастицы войдут в клиническую практику? Это позволит значительно сократить сроки заживления хронических ран, снизить риск инфицирования и осложнений, а также уменьшить потребность в антибиотиках.

Научное и практическое значение

Фосфат церия уже рассматривался в мире как перспективный антиоксидант, но до сих пор его применение ограничивалось лабораторными экспериментами. Российская работа впервые продемонстрировала стабильность и эффективность материала при взаимодействии с живыми клетками.

Сравнение с традиционными средствами показывает, что наночастицы действуют комплексно: одновременно защищают, очищают и стимулируют ткани к восстановлению, что делает их особенно ценными для лечения ожогов и язв.

Перспектива промышленного внедрения

Команда Силиной уже разработала метод масштабного синтеза подобных наночастиц, что открывает путь к созданию медицинских препаратов нового поколения. Следующий шаг — тестирование на животных моделях и разработка клинических протоколов.

"Мы надеемся, что эти наночастицы станут основой для безопасных и доступных препаратов, способных эффективно лечить хронические раны и ожоги", — подчеркнула профессор Екатерина Силина.

Разработка поддержана Российским научным фондом, что подтверждает стратегическую значимость исследований в области наномедицины для здравоохранения.