慢性傷口是糖尿病患者和老年人的主要健康問題——在極端情況下，它們甚至可能導致截肢。瑞典查爾姆斯理工大學和德國弗萊堡大學的研究人員利用電刺激開發了一種加速癒合過程的方法，使傷口癒合速度提高了三倍。
瑞典有一句古老的諺語，永遠不要忽視一個小傷口或一個需要幫助的朋友。對於大多數人來說，小傷口不會導致任何嚴重的併發症，但許多常見的診斷會使傷口癒合變得更加困難。患有糖尿病、脊椎損傷或血液循環不良的人傷口癒合能力受損。這意味著感染和慢性傷口的風險更大——從長遠來看，這可能導致截肢等嚴重後果。
現在，Chalmers 和弗萊堡大學的一組研究人員開發了一種使用電刺激來加速癒合過程的方法。
“慢性傷口是一個巨大的社會問題，即使我們聽到的不多。我們發現了一種可以使傷口癒合速度提高三倍的方法，對於糖尿病患者和老年人等經常遭受巨大痛苦的人來說，這可能會改變無法癒合的傷口的遊戲規則，”查爾姆斯理工大學生物電子學副教授兼該項目研究負責人 Maria Asplund 說。
細胞電引導加快癒合
研究人員根據一個古老的假設展開研究，即對受損皮膚的電刺激可用於治癒傷口。這個想法是皮膚細胞是趨電的，這意味著它們在電場中定向“遷移”。這意味著，如果將電場置於裝有皮膚細胞的培養皿中，細胞就會停止隨機移動，並開始向同一方向移動。研究人員研究瞭如何利用這一原理對細胞進行電引導，從而使傷口癒合得更快。使用微型工程芯片，研究人員能夠比較人造皮膚的傷口癒合情況，用電刺激一個傷口，讓一個傷口在沒有電的情況下癒合。差異是驚人的。
“我們能夠證明關於電刺激的舊假設可用於使傷口癒合得更快。為了確切地研究它對傷口的作用，我們開發了一種生物芯片，在其上培養皮膚細胞，然後我們造成微小的傷口。然後我們用電場刺激一個傷口，這顯然導致它的癒合速度是沒有電刺激的傷口癒合速度的三倍，”Maria Asplund 說。
糖尿病患者的希望
在這項研究中，研究人員還關注與糖尿病有關的傷口癒合，糖尿病是全球日益嚴重的健康問題。根據世界衛生組織 (WHO) 和國際糖尿病聯合會的數據，如今每 11 個成年人中就有一個患有某種形式的糖尿病。
“我們研究了傷口的糖尿病模型，並研究了我們的方法是否在這些情況下也有效。我們看到，當我們在細胞中模擬糖尿病時，芯片上的傷口癒合非常緩慢。然而，通過電刺激，我們可以加快癒合速度，使受糖尿病影響的細胞幾乎與健康的皮膚細胞相對應，”Asplund 說。
個體化治療下一步
Chalmers 的研究人員最近獲得了一筆大額資助，這將使他們能夠繼續在該領域進行研究，並從長遠來看能夠為市場上的消費者開發傷口癒合產品。類似的產品之前已經問世，但需要更多的基礎研究來開發有效的產品，以產生足夠的電場強度並以正確的方式刺激每個人。這就是 Asplund 和她的同事們發揮作用的地方：
“我們現在正在研究不同的皮膚細胞在刺激過程中如何相互作用，以便更接近真實的傷口。我們希望開發一個能夠‘掃描’傷口並根據個體傷口調整刺激的概念。我們正在相信這是在未來有效幫助傷口癒合緩慢的人的關鍵，”Asplund 說。
參考文獻:
- Sebastian Shaner, Anna Savelyeva, Anja Kvartuh, Nicole Jedrusik, Lukas Matter, José Leal, Maria Asplund. Bioelectronic microfluidic wound healing: a platform for investigating direct current stimulation of injured cell collectives. Lab on a Chip, 2023; 23 (6): 1531 DOI: 10.1039/D2LC01045C
留言列表
