هیدروژل اکسیژن رسان، ترمیم زخم دیابتی را تسریع می کند

30اوت 2021- حدود یک چهارم افراد مبتلا به دیابت، دچار زخم های دردناک پا می شوند که به دلیل کمبود اکسیژن رسانی به زخم به دلیل آسیب عروقی و افزایش التهاب، بهبودی آنها با تاخیر صورت می گیرد. این زخم ها می توانند مزمن شده و منجر به کیفیت پایین زندگی و قطع عضو شوند.

پرفسور Jianjun Guan، استاد مهندسی مکانیک و علوم مواد در دانشکده مهندسیMcKelvey ، در دانشگاه واشنگتن در سنت لوئیس، هیدروژلی را تولید کرده است که با رساندن اکسیژن به زخم، التهاب را کاهش می دهد، و با کمک به بازسازی بافت، ترمیم زخم  را تسریع می کند. نتایج این تحقیق، که بر روی مدل موش انجام شد در 28 اوت در Science Advances گردید.

هیدروژل پرفسور گوان، اکسیژن را با استفاده از میکرواسفیرهایی به زخم می رساند که به تدریج اکسیژن را آزاد می کنند تا از طریق آنزیمی که در سطح آنها است با سلولها تعامل و آنچه در داخل میکرواسفیر است را به اکسیژن تبدیل کند. اکسیژن در طی حدود دو هفته به زخم تحویل داده می شود و التهاب و تورم کاهش می یابد و باعث ترمیم زخم می شود.

پرفسور گوان، می گوید: اکسیژن دو نقش دارد: 1) به بهبود بقای سلول های پوستی در شرایط کم اکسیژن زخم دیابتی کمک می کند؛ و 2) اکسیژن می تواند سلول های پوست را تحریک کند تا عوامل رشد لازم برای ترمیم زخم تولید کنند.

بافتهای بدن برای زنده ماندن نیاز به اکسیژن دارند و در صورت آسیب به بافت، حتی بیشتر به آن نیاز دارند. در حالی که چندین درمان هم اکنون برای زخم های مزمن در افراد مبتلا به دیابت وجود دارد، رایج ترین درمان، ده ها جلسه قرار گرفتن در محفظه اکسیژن هایپرباریک است، اما اثربخشی آن در مطالعات متناقض بوده است و خطر مسمومیت با اکسیژن را نیز شامل می شود.

در موش ها، نرخ بسته شدن زخم های تحت درمان با هیدروژل حاوی میکرواسفیرهای آزاد کننده اکسیژن، نسبت به زخم هایی که فقط با ژل درمان شده یا اصلا درمان نشدند، بیشتر بود. در روز شانزدهم، زخم های تحت درمان با هیدروژل به 10.7 درصد کاهش یافته بودند. زخم هایی که تنها با ژل تحت درمان قرار گرفتند به 30.4 درصد و زخم هایی که تحت هیچ درمانی نبودند، به 52.2 درصد کاهش یافتند.

علاوه بر این، زخم های تحت درمان با هیدروژل حاوی میکرواسفیرهای آزاد کننده اکسیژن، ضخیم ترین اپیدرم را در روز هشتم داشتند، اما اپیدرم آنها در روز شانزدهم به نازک ترین حد رسید، که نشان می داد زخم در حال ترمیم است و التهاب کاهش یافته است.

پرفسور گوان در طی 14 سال گذشته، بر روی توسعه ی این هیدروژل کار کرده است که دارای ساختارهای شیمیایی مختلف با تقریباً 70 عملکرد است.

وی گفت: این هیدروژل قبل از قرار دادن آن در بافت پوست، به صورت مایع است، بنابراین مخلوط کردن آن با میکرواسفیرهای اکسیژن رسان، آسان است. هنگامی که مخلوط ژل و میکرواسفیرها را در زخم قرار می دهیم، به دلیل حساسیت ژل به دما به حالت جامد در می آید- در دماهای پایین تر مایع و در دمای بدن به صورت جامد است.

یکی از خطرات انتقال اکسیژن به زخم ها، رساندن بیش از حد آن است که باعث ایجاد گونه های فعال اکسیژن (ROS) می شود که این رادیکالهای آزاد می توانند به سلول ها آسیب برسانند یا در غلظتهای بالا سلولها را از بین ببرند. هیدروژل پرفسور گوان قادر است محتوای ROS را ببلعد و آنها را از بین ببرد و هرگونه خطری را از این نظر برطرف کند.

در مرحله بعد، تیم پرفسور گوان قصد دارد از این هیدروژل در یک مدل حیوانی بزرگتر استفاده نماید تا آماده ی مراحل آزمایشات بالینی انسانی در آینده شود.

پرفسور گوان، گفت: این یک رویکرد درمانی جدید برای تسریع بهبود زخم های مزمن دیابتی بدون دارو است. این روش، پتانسیل درمان سایر بیماریهای ناشی از کمبود اکسیژن، مانند بیماری عروق محیطی و بیماری عروق کرونر قلب را دارد.

منبع:

https://medicalxpress.com/news/2021-08-oxygen-delivering-hydrogel-diabetic-wound.html