Поскольку население становится старше, а диабет становится все более распространенным, хронические раны затрагивают больше людей, чем когда-либо. Эти медленно заживающие травмы значительно повышают риск заражения, повреждения тканей и ампутации. Исследователи из Калифорнийского университета в Риверсайде разработали новый гель, доставляющий кислород, который помогает заживлению ран до того, как они перерастут в потерю конечностей.
Рану, остающуюся открытой более месяца, относят к хронической. Ежегодно во всем мире около 12 миллионов человек получают хронические раны, в том числе примерно 4,5 миллиона в Соединенных Штатах. Примерно каждому пятому из этих пациентов в конечном итоге грозит ампутация.
Кислородная депривация и замедленное заживление
Исследовательская группа сосредоточилась на том, что они считают основной причиной хронических ран – нехватке кислорода глубоко внутри поврежденных тканей. Когда уровень кислорода слишком низкий, раны остаются в ловушке длительной воспалительной фазы. Эта среда способствует росту бактерий и разрушению тканей, а не восстановлению.
«Хронические раны не заживают сами по себе», — сказала Иман Ношади, доцент кафедры биоинженерии UCR, возглавлявшая исследовательскую группу.
«Есть четыре стадии заживления хронических ран: воспаление, васкуляризация, когда ткань начинает образовывать кровеносные сосуды, ремоделирование и регенерация или заживление. На любой из этих стадий отсутствие стабильного и постоянного снабжения кислородом является большой проблемой», — сказал он.
Когда кислород из кровотока или окружающего воздуха не может достичь более глубоких слоев тканей, развивается состояние, называемое гипоксией. Гипоксия нарушает нормальный процесс заживления организма. Команда описала свой подход к гелю, нацеленному на кислород. Материалы по связям с природой.
Как работает гель, генерирующий кислород
Мягкий и гибкий гель состоит из воды и жидкости на основе холина, которая является антибактериальной, нетоксичной и биосовместимой. При подключении к небольшой батарее, похожей на те, что используются в слуховых аппаратах, материал действует как миниатюрное электрохимическое устройство. Он расщепляет молекулы воды и постепенно выделяет кислород с течением времени.
В отличие от процедур, при которых кислород подается только на поверхность, этот гель адаптируется к точной форме раны. Прежде чем он затвердеет, он заполняет небольшие щели и неровные участки, где уровень кислорода, как правило, самый низкий, а риск заражения самый высокий.
Непрерывная доставка кислорода имеет решающее значение. Формирование новых кровеносных сосудов может занять несколько недель, а коротких приливов кислорода недостаточно для длительного восстановления. Эта система может поддерживать поток кислорода до месяца, помогая застоявшейся ране возобновить более типичный процесс заживления.
Многообещающие результаты у мышей с диабетом и пожилых людей
Чтобы проверить технологию, исследователи изучали мышей с диабетом и пожилых мышей, поскольку их раны напоминают хронические раны у пожилых людей. У нелеченных животных травмы не заживали и часто приводили к летальному исходу. Когда пластырь, вырабатывающий кислород, накладывался и заменялся еженедельно, раны заживали примерно через 23 дня, и животные выживали.
«Мы могли бы сделать этот пластырь продуктом, гель которого, возможно, придется периодически обновлять», — сказал принц Дэвид Окоро, докторант UCR по биоинженерии в лаборатории Ношади и соавтор статьи.
Баланс между воспалением и иммунным ответом
Гель может предложить больше, чем просто кислородную поддержку. Холин, один из его основных ингредиентов, помогает регулировать иммунную активность и уменьшать чрезмерное воспаление. Хронические раны часто содержат высокий уровень активных форм кислорода, нестабильных молекул, которые повреждают клетки и усиливают воспаление. Поставляя стабильный кислород и одновременно успокаивая эту сверхактивную реакцию, гель помогает восстановить более здоровые условия для восстановления тканей.
«Есть повязки, которые впитывают жидкость, а есть и те, которые выделяют противомикробные вещества», — сказал Окоро. «Но ни один из них на самом деле не касается гипоксии, которая является фундаментальной проблемой. Мы решаем ее напрямую».
Помимо ухода за ранами
Потенциальные применения выходят за рамки лечения хронических ран. Нехватка кислорода и питательных веществ является основным препятствием на пути к выращиванию замещающих тканей и органов, что является долгосрочной целью лаборатории Ношади.
«Когда толщина ткани увеличивается, ей трудно распространить то, что ей нужно, поэтому клетки начинают умирать», — сказал Ношади. «Этот проект можно рассматривать как мост к созданию и поддержанию более крупных органов для людей, которые в них нуждаются».
Решение растущей проблемы здравоохранения
Некоторые причины роста числа хронических ран невозможно устранить с помощью одних только медицинских устройств. Наряду со старением и диабетом свою роль также играют факторы образа жизни.
«Наш малоподвижный образ жизни приводит к снижению наших иммунных реакций», — сказал биоинженер UCR и соавтор Байшали Канджилал. «Трудно добраться до социальных корней наших проблем. Но это нововведение дает шанс уменьшить количество ампутаций, улучшить качество жизни и дать организму то, что ему нужно для самоисцеления».
2026-02-22 13:14:00
1772748473
#Новый #кислородный #гель #может #предотвратить #ампутацию #пациентов #диабетическими #ранами
По теме
