Opatrunki z larwami - przyszłość medycyny regeneracyjnej

Trudno gojące się rany to przekleństwo współczesnej medycyny. Mimo że z roku na rok dokonuje się ogromny postęp w medycynie regeneracyjnej, wciąż nie istnieje cudowny preparat, który poradziłby sobie z każdym typem ran. Szczególnie niebezpieczne są te przewlekłe, które potrafią goić się nawet kilka lat. Często występują takie u osób z problemami krążenia: dotyczy to zwłaszcza osób w podeszłym wieku, diabetyków, pacjentów z miażdżycą naczyń obwodowych i osób długotrwale unieruchomionych.

Każda rana to uszkodzenie ciągłości skóry, ale często także tkanek leżących pod nią. Rany mogą być spowodowane urazami mechanicznymi, fizycznymi, chemicznymi lub procesami chorobowymi. Proces gojenia w warunkach prawidłowych zaczyna się zaraz po powstaniu rany. Jak wygląda to w skrócie?

Przerwanie ciągłości naczyń powoduje odsłonięcie włókien kolagenowych. Następnie dochodzi do aktywacji, adhezji (przylegania) i agregacji (gromadzenia się) trombocytów (płytek krwi), tworzących czop pierwotny. Naczynia krwionośne ulegają obkurczeniu, dochodzi do krzepnięcia krwi i wytworzenia fibrynowego skrzepu. Krwawienie zostaje zahamowane, a do zamkniętej rany zostają oddelegowane fibroblasty o szerokim spektrum działania (m.in. wydzielaniu enzymów i produkcji kolagenu), a także makrofagi, usuwające resztki uszkodzonej tkanki i pozostałe przy życiu bakterie. Gdy nie ma żadnych komplikacji, następuje wzmożona synteza kolagenu budująca bliznę.

A co dzieje się wewnątrz rany? W zależności od tego, jak jest ona głęboka, regeneracji może wymagać tylko naskórek albo także skóra właściwa.

W pierwszym przypadku sytuacja jest o wiele prostsza. Proces gojenia się naskórka można podzielić na trzy fazy: migracji, proliferacji i dojrzewania. Kilka godzin po zranieniu następuje pierwsza faza gojenia - pod wpływem białek - fibronektyny, lamininy oraz czynnika wzrostu naskórka (EGF) - keratynocyty (komórki naskórka) zmieniają kształt i migrują w miejsce docelowe.

Następnie dochodzi do fazy proliferacji. Pod wpływem hormonów zwanych prostaglandynami zlokalizowane przy brzegach rany keratynocyty zaczynają się intensywnie dzielić i odbudowują uszkodzoną tkankę. Ostatnia faza gojenia naskórka to etap dojrzewania - jest odtwarzana błona podstawna (zajmuje to ok. 2-4 dni), a keratynocyty wracają do pierwotnego kształtu.

Gdy w przypadku zranienia uszkodzimy nie tylko naskórek, ale i skórę właściwą, proces gojenia jest nieco dłuższy. Można go podzielić na cztery zasadnicze fazy.

Pierwszą z nich jest tzw. faza wysiękowa. W wyniku rozwijającego się stanu zapalnego dochodzi do powstania czopu pierwotnego, a także indukowanego przez histaminę i prostaglandyny wysięku surowiczego. Rana jest oczyszczana przez makfrofagi, co powoduje uwalnianie wolnych rodników oraz czynników wzrostowych fibroblastów.

Kolejną fazą gojenia się skóry właściwej jest synteza kolagenu - stare, podniszczone włókna kolagenowe są niszczone i zastępowane przez nowo powstałe. Pod wpływem białek z grupy limfokin, fibronektyny i czynników wzrostowych dochodzi do proliferacji fibroblastów, produkujących glikoproteiny będące składowymi tkanki łącznej. W ostatniej fazie - obkurczania - następuje zamiana fibroblastów w kurczliwe miofibroblasty. Cały proces trwa średnio 21-28 dni.

Istnieją jednak stany chorobowe, które utrudniają przebieg prawidłowego procesu gojenia się ran. Jego długość zależy od wielu czynników. Niewydolność krążenia w okolicy rany może utrudniać napływ krwi, a przez to spowalniać jej oczyszczenie i remodeling. Tak dzieje się w przypadku odleżyn lub owrzodzenia żylnego. Ale najtrudniejszym do opanowania przeciwnikiem w procesach regeneracyjnych ran jest cukrzyca, która zmienia metabolizm całego organizmu.

Niewłaściwie leczona rana może rozprzestrzeniać się w głąb tkanek, dlatego tak ważna jest odpowiednia diagnostyka i zastosowanie najlepszej możliwej terapii. Istotne jest regularne oczyszczanie rany z tkanek nekrotycznych, wysięku i patogenów. Ogromne znaczenie w nowoczesnej medycynie ma odpowiedni opatrunek, którego rodzaj jest ściśle związany ze stopniem zaawansowania rany.

Prawidłowe gojenie ran mogą przyspieszyć różne zabiegi, takie jak laseroterapia, ultradźwięki, elektrostymulacja wysokonapięciowa czy tlenowa terapia hiperbaryczna. Ale żadna z tych operacji nie odniesie pożądanego skutku bez obecności odpowiedniego opatrunku. Ten naprawdę potrafi zdziałać cuda.

Opatrunek idealny powinien stwarzać środowisko o odpowiednim stopniu wilgotności, które przyspiesza proces gojenia, umożliwia wymianę gazową, zapewnia optymalne pH, pochłania wydzielinę i chroni przed rozprzestrzenianiem infekcji. Na rynku można znaleźć wiele różnych opatrunków.

Opatrunki półprzepuszczalne - są przepuszczalne dla gazów i wody, a ich plastyczność zapewnia dopasowanie do ciała. Chronią przed wtórnym zakażeniem.

Opatrunki absorpcyjne - dzięki obecności węgla aktywowanego, srebra lub alginianu pochłaniają nieprzyjemne zapachy i wydzielinę.

Opatrunki poliuretanowo-piankowe - dzięki obecności składników hydrofilowych pochłaniają wysięg, a także działają termoregulacyjnie. Wymagają rzadszej wymiany.

Hydrożele - oczyszczają tkankę nekrotyczną dzięki nierozpuszczalnym polimerom.

Hydrowłókna - po wchłonięciu wysięku wypełniają dno rany karboksymetylocelulozą, co hamuje dalsze wydzielanie płynów. Przyspieszają gojenie dzięki kwaśnemu pH.

Granulaty - zawierają ziarna polisacharydów o właściwościach hydrofilowych, które skutecznie pochłaniają wysięk i wspomagają oczyszczanie tkanki.

Hydrokoloidy - tworzone przez elastomery, karboksymetylocelulozę, polisacharydy i proteiny, zwiększają objętość po kontakcie z wysiękiem wewnętrznym. Tworzą miękki żel, który przyspiesza procesy gojenia.

Opatrunki ulepszane genetycznie - zbudowane ze składników macierzy zewnątrzkomórkowej, cytokin, hodowli keratynocytów i czynników wzrostu, które przyspieszają gojenie. Zalicza się tu bezkomórkowe substytuty skóry.

Jedną z najciekawszych postaci opatrunków stosowanych w nowoczesnej medycynie są te z żywymi kulturami sterylnych larw much, które produkują substancje znacznie przyspieszające gojenie się ran. Ich stworzenie było możliwe dzięki rozwojowi biochirurgii.

Jak działa biochirurgia i jak robić opatrunki z larw - następna strona

Biochirurgia to innowacyjna terapia pozwalająca na leczenie trudno gojących się ran z wykorzystaniem nowoczesnych materiałów, z wprowadzonymi na nie czynnikami biologicznymi - ściśle wyselekcjonowanymi gatunkami larw poddanych szczegółowej kontroli laboratoryjnej. Biochirurgia pozwala na wielopłaszczyznowy proces leczenia poprzez oczyszczanie ran z martwych tkanek, zwalczanie antybiotykoodpornych bakterii i uwalnianie czynników wzrostu komórek skóry oraz nabłonka.

Z larwoterapii korzystali Aborygeni, Majowie i starożytni Rzymianie. Larwy owadów próbowano wykorzystać także podczas I wojny światowej, gdy wpuszczone na martwiczą tkankę czerwie zmniejszały śmiertelność wśród rannych pacjentów. Wtedy jednak larwy owadów wprowadzano bezpośrednio na uszkodzoną tkankę - bezpośrednio na ranę. Tego typu terapia stosowana była w bardzo skrajnych przypadkach, gdyż odczuwanie bólu spowodowanego przez żerujące owady była olbrzymia. Mimo to larwoterapia przyjęła się i jest stosowana w niemal 2000 ośrodków na całym świecie.

Biochirurgię można określić mianem kolejnego stopnia ewolucji larwoterapii. W metodzie tej, produkujące substancje przyspieszające leczenie ran larwy zamknięte są w szczelnym, przypominającym saszetkę herbaty, woreczku. Nie są to jednak larwy przypadkowe - hoduje się je na pożywkach w pełni roślinnych, poddaje chemicznej dezynfekcji i monitoruje pod kątem aseptyczności.

Kluczem do sukcesu biochirurgii jest wielopoziomowe działanie pozwalające na precyzyjne usunięcie martwych tkanek, zabezpieczenie rany przed drobnoustrojami oraz wprowadzenie czynników wzrostu komórek umożliwiających szybkie powstanie blizny. Te trzy czynniki pozwalają osiągnąć niezwykłe rezultaty, zdecydowanie lepsze od metod tradycyjnych, w których stosuje się antybiotykoterapię.

W produkcji opatrunków są wykorzystywane larwy muchówek Phaenicia sericata/Lucilia sericata. Stadia postembrionalne tylko tego gatunku produkują substancje pożądane w procesie gojenia ran. Zjawisko to jest uwarunkowane ewolucyjnie i wynika z trybu życia muchówek.

Larwy muchówek Phaenicia sericata/Lucilia sericata są pasożytami obligatoryjnymi ssaków i ptaków, wywołującymi chorobę zwaną muszycą. Prawidłowy rozwój pasożytów jest uzależnionych od stanu zdrowotnego gospodarza. Pasożytowi zależy na tym, by organizm gospodarza przeżył jak najdłużej po kolonizacji - przynajmniej przez 25 dni. Tyle trwa pełny cykl życiowy muchówek Lucilia sericata.

Dlatego właśnie rany, w których dorosła mucha złożyła jaja, powinny zagoić się jak najszybciej, co zwiększa szanse sukcesu reprodukcyjnego owada. Aby zwiększyć prawdopodobieństwo tego procesu, larwy muchówek dysponują bogatym arsenałem substancji aktywnych biologicznie. W trwającej co najmniej 60 mln lat koewolucji pasożyta i gospodarza, pasożytnicze muchówki wytworzyły m.in. czynniki bakteriostatyczne, sterylizujące ranę, enzymy trawiące martwe tkanki i włókna kolagenowe, przyspieszające tworzenie blizny i inne czynniki wzrostu, dające możliwość regeneracji tkanek. To radykalnie zwiększa szanse przeżycia gospodarza. Zjawisko to wykorzystuje się przy produkcji opatrunków z larwami.

W biochirurgii wykorzystuje się nowoczesne opatrunki zbudowane z porowatej siateczki PET o średnicy oczek ok. 0,15 mm. Jest to za mało, by mogły przedostać się przez nie larwy, ale wystarcza do transferu substancji przyspieszających gojenie. Pozwala to na całkowite odizolowanie pacjenta od bezpośredniej eksploracji larw na ciele - są one niewidoczne, a ich aktywność ogranicza się do środowiska wewnątrz siatki.

Taka technika powoduje stuprocentową skuteczność leczenia ran pacjenta, gdyż substancje wydzielane przez larwy (m.in. proteazy serynowe, defensyny oraz czynniki wzrostu nabłonka i komórek skóry) mogą swobodnie przenikać do rany. Dzięki zamknięciu larw w specjalnie do tego celu przygotowanych polietylenowych siatkach, zapobiegających adhezji z cząsteczkami białkowymi w ranie, pacjent odczuwa także dużo mniejszy ból podczas zmiany opatrunku.

Na świecie jest kilka firm zajmujących się biochirurgią, ale w Polsce ten typ terapii wciąż jest uznawany za egzotykę. Jedyną polską firmą specjalizującą się w biochirurgii jest Biomantis, mająca siedzibę w Jagiellońskim Centrum Innowacji w Krakowie. Produkuje opatrunki w trzech rozmiarach: mini (3 na 3 cm), standard (5 na 5 cm) i maxi (10 na 10 cm). Rozmiar opatrunku zależy od rodzaju i wielkości rany. O jego zastosowaniu decyduje lekarz.

Gotowe opatrunki są przechowywane w optymalnej temperaturze 8-12^oC, po czym aplikowane na rany na 72 godziny. W większości standardowych przypadków do satysfakcjonującego wyczyszczenia rany potrzeba 2-3 terapii. Rozmiar i kształt opatrunku, a także liczbę larw zamykanych wewnątrz można dostosować do indywidualnych potrzeb pacjenta - zazwyczaj stosuje się 10 larw na 1 cm² rany.

- Prowadzimy prace skoncentrowane na biochirurgii, terapii trudno gojących się ran. Jest to nowoczesna, bezpieczna i bardzo skuteczna metoda leczenia. W nowoczesnym laboratorium, z wdrożonym systemem GMP,  spełniającym najwyższe normy monitoringu mikrobiologicznego, opracowaliśmy opatrunek biologiczny zawierający larwy muchy Phaenicia sericata. Prowadzimy zarówno hodowlę muchówek, jak i produkcję opatrunków. Wprowadziliśmy wiele innowacyjnych rozwiązań pozwalających naszej firmie konkurować zarówno na rynku europejskim, jak i światowym - mówi dr Tomasz Skalski, entomolog z Uniwersytetu Jagiellońskiego, prezes firmy Biomantis.

Czy biochirurgia rzeczywiście działa? Odpowiedź na następnej stronie

Proces wytwarzania opatrunku odbywa się w warunkach "clean room", zapewniających całkowitą kontrolę nad produktem - lącznie z odpowiednim monitoringiem biologicznym i testami bakteriologicznymi.

Oto schemat technologiczny produkcji opatrunku i jego aplikacji na ranę.

1. W oddzielnym pomieszczeniu hoduje się imago (postacie dorosłe) muchówek, których jaja zbiera się do probówek.

2. Jaja poddane sterylizacji chemicznej pasażuje się na sterylne podłoże.

3. Przeprowadzane są testy bakteriologiczne, które mają na celu wykluczyć możliwość przeniesienia jakichkolwiek drobnoustrojów do organizmu pacjenta.

4. Z jaj wykluwają się larwy, których hodowla jest ściśle kontrolowana i przeprowadzana w optymalnych warunkach temperatury i wilgotności.

5. Przed przeniesieniem larw do opatrunku, ponownie przeprowadzane są testy bakteriologiczne mające potwierdzić sterylność wyhodowanych larw.

6. I stadium larwalne w sterylnych warunkach jest pasażowane na opatrunek.

7. Tak przygotowany opatrunek jest konfekcjonowany w fiolkach i utrzymywany w stanie gotowości do użycia w niskich temperaturach. Opatrunek należy zaaplikować na ranę do 48 godzin od daty produkcji.

8. Przed aplikacją opatrunku ranę przemywa się roztworem soli fizjologicznej.

9. Opatrunek Biofenicia jest umieszczany bezpośrednio na ranie. Przy użyciu plastra klejącego lub zwykłego bandaża opatrunek jest unieruchamiany i pozostawiany na ok. 72 godziny. Po tym czasie odklejamy opatrunek.

10. Zużyty opatrunek wędruje do pojemnika z alkoholem izopropylowym, dołączonego do zestawu. Po ok. 30 minutach wszystkie znajdujące się w opatrunku larwy gina, a zużyty opatrunek nadaje się do utylizacji wg lokalnych norm segregacji śmieci.

W 2003 r. dr Richard Sherman przeprowadził na 18 pacjentach diabetologicznych, z neuropatycznym schorzeniem stopy, eksperyment mający zweryfikować skuteczność biochirurgii. Wykazał on, że po 4 tygodniach 48 proc. pacjentów poddanych terapii konwencjonalnej miało rany w pełni oczyszczone. Z kolei u pacjentów poddanych larwoterapii procent ten w tym samym czasie wzrósł aż do 80 proc. Terapia biochirurgiczna spowodowała szybszą granulację tkanek i regenerację naskórka na ubytkach skóry. Warto zauważyć, że gojenie z użyciem technik biochirurgicznych jest prawie zupełnie bezbliznowe.

Biochirurgia jest skuteczna także w leczeniu schorzeń dermatologicznych, owrzodzeń kończyn dolnych, ran odleżynowych, zainfekowanych ran pooperacyjnych, martwiczych stanów pourazowych, a nawet niektórych postaci nowotworów. Warto podkreślić dużą skuteczność biochirurgii w przypadku ratowania stóp zagrożonych amputacją. Dzięki opatrunkom z larwami udaje się uniknąć 40-50 proc. amputacji, uzyskując całkowite wyleczenie.

Korzystający z konwencjonalnej larwoterapii pacjenci zgłaszali trzy rodzaje zastrzeżeń: odczuwalny dyskomfort (szczególnie podczas pierwszego dnia terapii), częste ucieczki larw poza ranę i blokowanie naczyń krwionośnych. Jest to konsekwencją bezpośredniej penetracji rany pacjenta przez niczym nie ograniczone larwy. Choć ból mija zazwyczaj po pierwszych 24 godzinach terapii (wtedy występuje apogeum wzrostu larw), skarży się na niego średnio co trzeci pacjent poddawany klasycznej larwoterapii.

Warto wspomnieć, że młode larwy potrzebują do wzrostu pożywienia, wody i tlenu, a przy tym są czułe na zmiany temperatury otoczenia. Dlatego trzeba je dostarczyć do pacjenta w ciągu 24 godzin od momentu wytworzenia. Każde opóźnienie w przesyłce obniża ich żywotność o kilka procent. W przypadku opatrunków z larwami, takich jak produkowany przez Biomantis opatrunek Biofenicia, wymienione wyżej problemy nie występują. Ponad 95 proc. pacjentów, u których zastosowano tę terapię oceniło bardzo wysoko komfort w trakcie leczenia. Pacjent ma również gwarancję, że larwy nie wydostaną się poza obszar rany, do której migrują tylko substancje biologicznie czynne.

- Misją naszej firmy jest rozpropagowanie metody biochirurgicznej  w Polsce, wzorem krajów Europy Zachodniej i USA.  Na Zachodzie opatrunki z larwami używane są powszechnie na oddziałach szpitalnych. Przy stosowaniu refundacji kosztują zaledwie kilka euro. Dzięki larwom udaje się wyleczyć nawet najgorzej rokujące przypadki. Liczba pacjentów z trudno gojącymi się ranami, u których z powodzeniem zastosowano opatrunki z larwami,  sięga dziesiątek tysięcy każdego roku. W Polsce sytuacja wygląda inaczej. Metoda  wciąż kojarzona jest z paramedycyną. Niesłusznie, ponieważ ujęta ją w klasyfikacji procedur medycznych i zalecana jest zarówno przez europejskie, jak i polskie Towarzystwo Leczenia Ran - wyjaśnia Michał Sekuła, współzałożyciel firmy Biomantis.

Mimo iż biochirurgia to doskonały sposób na przyspieszenie procesu gojenia ran, nie każdy może z tej metody skorzystać. Za najważniejsze przeciwwskazania do stosowania opatrunku z larwami uważa się koagulopatię, nadmierny wysięk z tkanek, reakcje alergiczne na chitynę owadów i aktywne krwawienie z rany. Nie oznacza to, ze terapia tego typu jest niebezpieczna. Chodzi raczej o brak właściwej skuteczności opatrunków u tego typu pacjentów.

- Do tej pory firma uruchomiła kilkanaście programów pilotażowych, polegających na bezpłatnym dostarczeniu opatrunków dla wybranej grupy pacjentów w kilkunastu największych ośrodkach w kraju. Wyniki potwierdziły wysoką skuteczność  opatrunków. Wielu pacjentów, których rany nie goiły się od wielu miesięcy, a nawet lat, otrzymało skuteczną pomoc. Ich rany uległy wygojeniu. Program wykazał, że zapotrzebowanie na skuteczną, bezpieczną i komfortową metodę leczenia ran, jaką jest larwoterapia, jest bardzo duże - tłumaczy Michał Sikora, współzałożyciel firmy Biomantis.

Polska od wielu lat zajmuje niechlubne miejsce w czołówce krajów z największą liczbą amputacji. Liczba pacjentów zagrożonych zespołem stopy cukrzycowej sięga 400-500 tys. A stopa cukrzycowa to tylko jedno z kilku wskazań do terapii biochirurgicznej. Aby w pełni wypromować metodę biochirurgii w Polsce i skutecznie konkurować na rynku opatrunków, firma prowadzi proces rejestracji. Niestety, polskie prawo nie jest tak liberalne jak przepisy w innych krajach europejskiej wspólnoty. Jak każdy produkt innowacyjny, który trudno zdefiniować w polskim prawodawstwie, musi pokonać szereg przeszkód administracyjnych, znacznie wydłużających rejestrację. Cierpią na tym przede wszystkim pacjenci.

Mimo ogromnego postępu technologicznego, dokonanego w medycynie w ostatnich latach, człowiek wciąż jeszcze nie jest niezniszczalny. Narządy wykonane przy użyciu drukarek 3D, innowacyjne aparaty diagnostyczne, skuteczne leki niemal na każdą chorobę - wszystko to sprawia, że żyje nam się lepiej. Ale wciąż nie jesteśmy ze stali. A to z kolei czyni nas podatnymi na różnego rodzaju rany.

Biochirurgia to gwarancja, że każdy problem medyczny da się rozwiązać, a zamknięcie nawet najbardziej skomplikowanej rany jest tylko kwestią czasu. I larw, które będzie trzeba do tego celu wykorzystać.