ІННОВАЦІЙНІ ГІДРОГЕЛЕВІ КОМПОЗИЦІЇ ДЛЯ ЛІКУВАННЯ ОПІКОВИХ РАН ІЗ ПРОТИЗАПАЛЬНИМИ ВЛАСТИВОСТЯМИ: ОГЛЯД ЛІТЕРАТУРИ
DOI:
https://doi.org/10.32689/2663-0672-2025-1-8Ключові слова:
опікові рани, гідрогель, наночастинки, антимікробні компоненти, регенерація, полімерні матеріали, активні фармацевтичні інгредієнти (АФІ)Анотація
Опікові ураження шкіри – це серйозна медична й соціальна проблема, що потребує ефективного лікування, здатного одночасно контролювати запальний процес, пригнічувати мікробне забруднення та стимулювати регенерацію тканин. Мета цього дослідження – провести аналіз ринку сучасних інноваційних гідрогелевих композицій, що застосовуються для лікування опікових ран, із фокусом на їхніх протизапальних властивостях, механізмах дії, ефективності та потенційних обмеженнях у клінічній практиці. Особливий акцент зроблено на можливості впровадження інноваційних гідрогелевих перев’язувальних матеріалів із вираженими антимікробними, протизапальними та регенеративними властивостями. Матеріали та методи. Це дослідження ґрунтується на аналізі наукових публікацій, що містяться в базах даних PubMed, Scopus та Web of Science, з 2020 по 2025 рік. Під час відбору літературних джерел використовували такі ключові слова та їхні комбінації: «опікові рани», «гідрогелі», «наночастинки», «антимікробні агенти», «полімерні матеріали». До аналізу було залучено наукові праці, що висвітлюють питання ефективності гідрогелевих композицій у терапії опікових ушкоджень, зокрема результати лабораторних експериментів (in vitro), доклінічних випробувань на лабораторних тваринах (in vivo) та клінічних досліджень (фази I–III). Проаналізовано публікації, які розкривають властивості гідрогелевих матеріалів із вираженою антимікробною, протизапальною та регенеративною дією, а також такі, що вивчають механізми взаємодії наночастинок металів (Ag, Zn, Ti, Cu) із полімерними структурами у складі перев’язувальних матеріалів. Особливу увагу приділено дослідженням порівняння ефективності використання гідрогелевих композицій та традиційних методів лікування опікових ран (антибактеріальні мазі, силіконові пов’язки та колагенові покриття). Оцінювання результатів ґрунтувалося на застосуванні гістологічних, мікробіологічних та молекулярно-біологічних методів аналізу. Результати. Гідрогелеві композиції демонструють високу ефективність у лікуванні опікових ран завдяки здатності підтримувати вологе середовище, знижувати рівень цитокінів та пригнічувати ріст патогенних бактерій. Інтеграція наночастинок срібла (Ag), цинку (Zn) та титану (Ti) забезпечує виражений антимікробний ефект, тоді як полімерні наночастинки покращують біодоступність активних компонентів та їх пролонговане вивільнення. Додаткове введення факторів росту, поліфенолів та анальгетичних речовин сприяє швидшій регенерації тканин та зменшенню больового синдрому. Висновки. Розробка гідрогелевих перев’язувальних матеріалів із комбінованими антимікробними, протизапальними та регенеративними властивостями є перспективним напрямом у сучасній медицині. Подальші дослідження повинні бути спрямовані на оптимізацію складу, біосумісності та стабільності розроблених експериментальних гідрогелевих композицій для їх подальшого широкого впровадження в клінічну практику.
Посилання
Башкірова Л. М. Використання нових мнемосхем і мнеморечень при викладанні питань ураження пучків плечового сплетення і поєднаного ураження периферичних нервів верхніх кінцівок при проведенні занять з лікарями-слухачами передатестаційних циклів з неврології. Збірник наукових праць співробітників НМАПО імені П. Л. Шупика. 2016. Вип. 26. С. 541–545.
Попадюк О. Я., Кіршак К. Б., Волошин М. М. Покращення профілактики вторинного інфікування опікових ран пацієнтів з термічними ушкодженнями шкірних покривів. Здобутки клінічної і експериментальної медицини. 2020. № 1. С. 156–160. DOI: 10.11603/1811-2471.2020.v.i1.11081
Проти опіків «Аквіор»: науковці університету виготовляють гідрогелеві пов'язки, які допомагають. Національний університет «Львівська політехніка». 2025. URL: https://lpnu.ua/news/proty-opikiv-akvior-naukovtsiuniversytetu-vyhotovliaiut-hidrohelevi-poviazky-iaki-dopomahaiut
Роїк О. М., Нікітіна О. О. Обґрунтування складу та технології виробництва гелю для лікування ран та опіків з екстрактом шавлії лікарської. Технології та інжиніринг. 2022. № 6 (11). С. 89–103. DOI: 10.30857/2786-5371.2022.6.9
Українські вчені створили нові комбіновані еквіваленти дерми для лікування тяжких опікових ран. Український медичний часопис. 2025. URL: https://umj.com.ua/uk/novyna-211613-ukrayinski-vcheni-stvorili-novi-kombinovaniekvivalenti-dermi-dlya-likuvannya-tyazhkih-opikovih-ran
Шигимага В. О. Природні та синтетичні біосумісні покриття опікових ран шкіри: методичні вказівки для самостійного вивчення дисципліни для здобувачів першого (бакалаврського) рівня вищої освіти денної (заочної) форми навчання, спец. 163 «Біомедична інженерія». Харків: Державний біотехнологічний університет, 2023. 18 с.
Шматенко О. П., Давтян Л. Л., Приходько Т. В., Кучмістова О. Ф., Тарасенко В. О., Козіко Н. О., Вороненко Д. В., Осьодло В. В. Сучасні аспекти лікування ранового процесу із застосуванням покриттів (пов’язок). Запорізький медичний журнал. 2022. Т. 24. № 5. С. 599–606. DOI: 10.14739/2310-1210.2022.5.252474
Bao Z., Xian C., Yuan Q., Liu G., Wu J. Natural Polymer-Based Hydrogels with Enhanced Mechanical Performances: Preparation, Structure, and Property. Adv Healthc Mater. 2019. Vol. 8, no.17. P. 1-17. DOI: 10.1002/adhm.201900670
Berlanga-Acosta J., Garcia-Ojalvo A., Fernández-Montequin J., Falcon-Cama V., Acosta-Rivero N., Guillen-Nieto G., Pujol-Ferrer M., Limonta-Fernandez M., Ayala-Avila M., Eriksson E. Epidermal growth factor intralesional delivery in chronic wounds: the pioneer and standalone technique for reversing wound chronicity and promoting sustainable healing. International Journal of Molecular Sciences. 2024. Vol. 25, no. 20. P. 1–17. DOI: https://doi.org/10.3390/ijms252010883
Cook K. A., Martinez-Lozano E., Sheridan R., Rodriguez E. K., Nazarian A., Grinstaff M. W. Hydrogels for the management of second-degree burns: currently available options and future promise. Burns & Trauma. 2022. Vol. 10. P. 1–17. DOI: https://doi.org/10.1093/burnst/tkac047
Eldebany N, Abd Elkodous M, Tohamy H, Abdelwahed R, El-Kammar M, Abou-Ahmed H, Elkhenany H. Gelatin Loaded Titanium Dioxide and Silver Oxide Nanoparticles: Implication for Skin Tissue Regeneration. Biological Trace Element Research. 2020. URL: https://doi.org/10.1007/s12011-020-02489-x
Geszke-Moritz M., Moritz M. Biodegradable polymeric nanoparticle-based drug delivery systems: comprehensive overview, perspectives and challenges. Polymers (Basel). 2024. Vol. 16, no. 17. P. 1–24. DOI: https://doi.org/10.3390/polym16172536
Goh M., Du M., Peng W. R., Saw P. E., Chen Z. Advancing burn wound treatment: exploring hydrogel as a transdermal drug delivery system. Drug Delivery. 2024. Vol. 31, no. 1. P. 1–15. DOI: https://doi.org/10.1080/10717544.2023.2300945
Huang C., Dong L., Zhao B., Lu Y., Huang S., Yuan Z., Luo G., Xu Y., Qian W. Anti-inflammatory hydrogel dressings and skin wound healing. Clin Transl Med. 2022. Vol. 12, no. 11. P. 1–21. DOI: https://doi.org/10.1002/ctm2.1094
Jeschke M. G., van Baar M. E., Choudhry M. A., Chung K. K., Gibran N. S., Logsetty S. Burn injury. Nat Rev Dis Primers. 2020. Vol. 6, no. 1. P. 1–25. DOI: https://doi.org/10.1038/s41572-020-0145-5
Kamlungmak S., Wonglapsuwan M, Surachat K, Deachamag P, Srichana T. Bioactivity of Mupirocin Nanoparticle-Loaded Hydrogel against Methicillin-Resistant Staphylococcus aureus (MRSA). Applied Microbiology. 2022. Vol. 2, no. 1. P. 260–271. URL: https://doi.org/10.3390/applmicrobiol2010019
Kapusta O., Jarosz A., Stadnik K., Giannakoudakis D. A., Barczyński B., Barczak M. Antimicrobial natural hydrogels in biomedicine: properties, applications, and challenges – a concise review. Int J Mol Sci. 2023. Vol. 24, no. 3. P. 1–29. DOI: https://doi.org/10.3390/ijms24032191
Kumar A., Sood A., Agrawal G., Thakur S., Thakur V.K., Tanaka M., Mishra Y.K., Christie G., Mostafavi E., Boukherroub R., Hutmacher D.W., Han S.S. Polysaccharides, proteins, and synthetic polymers based multimodal hydrogels for various biomedical applications: A review. Int J Biol Macromol. 2023. Vol. 247. P. 1-9. DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2023.125606
Li L., Ma Q., Mou J., Wang M., Ye J., Sun G. Basic fibroblast growth factor gel preparation induces angiogenesis during wound healing. Int J Artif Organs. 2023. Vol. 46, no. 3. P. 171–181. DOI: https://doi.org/10.1177/03913988221145525
Lin X., Zhang X., Wang Y., Chen W., Zhu Z., Wang S. Hydrogels and hydrogel-based drug delivery systems for promoting refractory wound healing: applications and prospects. Int J Biol Macromol. 2025. Vol. 285. P. 1–19. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2024.138098
Liu M., Chen Y., Zhu Q., et al. Antioxidant thermogelling formulation for burn wound healing. Chem Asian J. 2022. Vol. 17, no. 16. P. 1–14. DOI: 10.1002/asia.202200396
Łukasiewicz S., et al. Polycaprolactone Nanoparticles as Promising Candidates for Nanocarriers in Novel Nanomedicines. Pharmaceutics. 2021. Vol. 13, no. 2. P. 191. URL: https://doi.org/10.3390/pharmaceutics13020191
Musial C., Kuban-Jankowska A., Gorska-Ponikowska M. Beneficial properties of green tea catechins. Int J Mol Sci. 2020. Vol. 21, no. 5. P. 1–11. DOI: https://doi.org/10.3390/ijms21051744
Olteanu G., Neacșu S. M., Joița F. A., Musuc A. M., Lupu E. C., Ioniță-Mîndrican C. B., Lupuliasa D., Mititelu M. Advancements in regenerative hydrogels in skin wound treatment: a comprehensive review. Int J Mol Sci. 2024. Vol. 25, no. 7. P. 1–47. DOI: https://doi.org/10.3390/ijms25073849
Pangli H., Vatanpour S., Hortamani S., Jalili R., Ghahary A. Incorporation of silver nanoparticles in hydrogel matrices for controlling wound infection. J Burn Care Res. 2021. Vol. 42, no. 4. P. 785–793. DOI: https://doi.org/10.1093/jbcr/iraa205.
Pantus A., Rozhko M., Paliychuk V., Kovalchuk N., Melnyk N. Microstructure of biopolymer micro-fibrous scaffold and its influence on the ability to retain medicines and tissue regeneration. Georgian Med News. 2023. Vol. 336. P. 37–44. URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37166877/.
Preeti, Sambhakar S, Malik R, Bhatia S, Al Harrasi A, Rani C, Saharan R, Kumar S, Geeta, Sehrawat R. Nanoemulsion: An Emerging Novel Technology for Improving the Bioavailability of Drugs. Scientifica (Cairo). 2023. Vol. P. 1-25. DOI: https://doi.org/10.1155/2023/6640103
Radzikowska-Büchner E., Łopuszyńska I., Flieger W., Tobiasz M., Maciejewski R., Flieger J. An overview of recent developments in the management of burn injuries. Int J Mol Sci. 2023. Vol. 24, no. 22. P. 1–59. DOI: https://doi.org/10.3390/ijms242216357
Stoica A. E., Chircov C., Grumezescu A. M. Hydrogel dressings for the treatment of burn wounds: an up-to-date overview. Materials (Basel). 2020. Vol. 13, no. 12. P. 1–24. DOI: https://doi.org/10.3390/ma13122853
Tomić S.Lj, Vuković J.S. Antimicrobial Activity of Silver, Copper, and Zinc Ions/Poly(Acrylate/Itaconic Acid) Hydrogel Matrices. Inorganics. 2022. Vol. 10, no. 38. P. 1-12. DOI: https://doi.org/10.3390/inorganics10030038
Witkowska K, Paczkowska-Walendowska M, Plech T, Szymanowska D, Michniak-Kohn B, Cielecka-Piontek J. Chitosan-Based Hydrogels for Controlled Delivery of Asiaticoside-Rich Centella asiatica Extracts with Wound Healing Potential. Int J Mol Sci. 2023. Vol. 24, no. 24. DOI: https://doi.org/10.3390/ijms242417229
Xu Z., Han S., Gu Z., Wu J. Advances and Impact of Antioxidant Hydrogel in Chronic Wound Healing. Adv Healthc Mater. 2020. Vol. 9, no 5. P. 1–13. DOI: 10.1002/adhm.201901502
Yang Y.L., Chang C.H., Huang C.C., et al. Anti‐inflammation and anti‐apoptosis effects of pearl extract gel on UVB irradiation HaCaT cells. Biomed Mater Eng. 2015. Vol. 26. P. 139–145. DOI: 10.3233/BME-151299
Zhang Y., Huang Y. Rational Design of Smart Hydrogels for Biomedical Applications. Front Chem. 2021. Vol. 8. P. 1–13. DOI: 10.3389/fchem.2020.615665.
Zhao L., Zhou Y., Zhang J., Liang H., Chen X., Tan H. Natural Polymer-Based Hydrogels: From Polymer to Biomedical Applications. Pharmaceutics. 2023. Vol. 15, no. 10. DOI: https://doi.org/10.3390/pharmaceutics15102514
