Магнитный гель заживляет диабетические раны в 3 раза быстрее

Новый магнитный гель может ускорить заживление диабетических ран, снизить частоту рецидивов и, в свою очередь, снизить количество случаев ампутаций конечностей, сообщают исследователи.

У пациентов с диабетом, чьи естественные способности к заживлению ран нарушены, часто развиваются хронические раны, которые заживают медленно. Такие незаживающие раны могут вызвать серьезные инфекции, приводящие к таким болезненным последствиям, как ампутация конечностей.

Новое лечение предполагает наложение повязки, предварительно наполненной гидрогелем, содержащим клетки кожи для заживления и магнитные частицы. Для достижения максимального терапевтического результата используется беспроводное внешнее магнитное устройство, которое активирует клетки кожи и ускоряет процесс заживления ран. Идеальная продолжительность магнитной стимуляции составляет около одного-двух часов.

Лабораторные испытания показали, что лечение в сочетании с магнитной стимуляцией заживляет диабетические раны примерно в три раза быстрее, чем нынешние традиционные подходы. Кроме того, хотя исследования были сосредоточены на лечении язвы на диабетической стопетехнология имеет потенциал для лечения широкого спектра сложных ран, таких как ожоги.

«Обычные повязки не играют активной роли в заживлении ран», — говорит Энди Тэй, доцент, возглавляющий команду, в которую входят исследователи из кафедры биомедицинской инженерии Колледжа дизайна и инженерии НУС, а также Института инноваций и технологий здравоохранения НУС. «Они просто предотвращают ухудшение раны, и пациентам необходимо назначать смену повязок каждые два или три дня. Это огромные затраты для нашей системы здравоохранения и неудобство для пациентов».

Напротив, новое изобретение использует комплексный подход к заживлению ран, ускоряя процесс по нескольким направлениям.

«Наша технология устраняет множество критических факторов, связанных с диабетическими ранами, одновременно контролируя повышенный уровень глюкозы в области раны, активируя спящие клетки кожи возле раны, восстанавливая поврежденные кровеносные сосуды и восстанавливая нарушенную сосудистую сеть внутри раны», — говорит Тэй.

Исследователи описывают гель в статье, опубликованной в Передовые материалы.

Лучшее место для лечения диабетических ран

В настоящее время более полумиллиарда человек во всем мире живут с диабетом, и ожидается, что это число значительно возрастет. Хронические диабетические раны такие как язвы стоп (одна из наиболее распространенных и труднее всего поддающихся лечению ран), поэтому стали серьезной глобальной проблемой здравоохранения.

Традиционные методы лечения этих ран часто неудовлетворительны, что приводит к повторяющимся и постоянным проблемам со здоровьем и – во многих случаях – к ампутации конечностей.

Ежегодно во всем мире регистрируется от 9,1 до 26,1 миллионов случаев язв диабетической стопы, и примерно у 15-25% пациентов с диабетом в течение жизни развивается язва диабетической стопы. В Сингапуре один из самых высоких показателей снижения ампутация конечности из-за диабета во всем мире, в среднем около четырех в день.

Клетки кожи постоянно испытывают механические воздействия в результате обычной повседневной деятельности. Однако пациентам с ранами обычно не рекомендуется выполнять активные действия, такие как ходьба, поскольку это может привести к гибели оставшихся клеток, необходимых для заживления.

«Наша команда сумела определить золотую середину, применив мягкую механическую стимуляцию», — говорит Тэй. «В результате оставшиеся клетки кожи «тренируются» для заживления ран, но не до такой степени, чтобы их убивать».

Специально разработанный ранозаживляющий гель содержит два типа одобренных FDA клеток кожи — кератиноциты (необходимы для восстановления кожи) и фибробласты (для формирования соединительной ткани) — а также мельчайшие магнитные частицы. В сочетании с динамическим магнитным полем, создаваемым внешним устройством, механическая стимуляция геля стимулирует фибробласты дермы стать более активными.

Лабораторные испытания показали, что повышенная активность фибробластов, генерируемая магнитным гелем для заживления ран, увеличивает скорость роста клеток примерно на 240% и более чем вдвое увеличивает их эффективность. производство коллагена— важнейший белок для заживления ран. Он также улучшает связь с кератиноцитами, способствуя образованию новых кровеносных сосудов.

«Подход, который мы применяем, не только ускоряет заживление ран, но также способствует общему здоровью ран и снижает вероятность рецидива», — говорит Тэй.

Хронические раны и ожоги

Хотя магнитный гель для заживления ран показал большие перспективы в улучшении заживления диабетических ран, он также может произвести революцию в лечении других сложных типов ран.

«Магниточувствительный гидрогель в сочетании с беспроводной магнитоиндуцированной динамической механической стимуляцией решает фундаментальные проблемы заживления ран, такие как создание благоприятной микросреды и содействие регенерации тканей», — говорит соавтор исследования Шоу Юфэн, научный сотрудник биомедицинской инженерии. факультет Колледжа дизайна и инженерии НУС.

«Эти принципы и адаптируемость нашей технологии, а также общая простота ее использования для пациентов означают, что ее можно применять для улучшения заживления ран в различных ситуациях, помимо диабета, включая ожоги и хронические недиабетические язвы».

Исследователи проводят дополнительные испытания для дальнейшего усовершенствования магнитного геля для заживления ран и повышения его эффективности. Они также сотрудничают с клиническим партнером для проверки эффективности геля на тканях человека, страдающего диабетом.

«Это важный шаг вперед в активном лечении ран», — говорит Тэй. «Наша цель — предоставить эффективное и удобное решение для заживления ран, которое улучшит результаты для миллионов людей во всем мире».

«Заживление ран, особенно язв диабетической стопы, всегда было сложной задачей. Пациенты с диабетической стопой не заживают так же хорошо, как нормальные пациенты, и путь их выздоровления часто затягивается», — говорит Фрэнсис Вонг Кенг Лин, доцент и консультант отделения ортопедической хирургии больницы общего профиля Сенгкан, не принимавший участия в исследовании.

«Достижения в технологиях заживления ран сократят продолжительность путешествия пациентов и позволят им вернуться к своей жизни как можно быстрее, тем самым повысив производительность и качество жизни».

Исследователи подали патент на это нововведение. Дополнительные исследователи из Агентства науки, технологий и исследований; Наньянский технологический университет; Университет Сунь Ятсена; и Уханьский технологический университет сотрудничали в этой работе.

Источник: НУС