Цзяньцзюнь Гуань, профессор машиностроения и материаловедения Инженерной школы Маккелви Вашингтонского университета в Сент-Луисе. Луи разработал гидрогель, который доставляет кислород к ране, что уменьшает воспаление, помогает ремоделировать ткани и ускоряет заживление. Результаты работы, которые были на модели мыши, опубликованы в августе.
28 в достижениях науки. Я Гуань, докторант, и Хун Ню, научный сотрудник постдокторантуры, оба в лаборатории Гуаня, являются соавторами.
«Кислород выполняет две функции: во-первых, он улучшает выживаемость клеток кожи в условиях низкого содержания кислорода в диабетической ране; и, во-вторых, кислород может стимулировать клетки кожи для выработки факторов роста, необходимых для заживления раны», – сказал Гуан.
Ткани в организме нуждаются в кислороде, чтобы выжить, и даже больше, когда ткань повреждена. Хотя существует несколько существующих методов лечения хронических ран у людей с диабетом, наиболее распространенное лечение – это десятки сеансов в барокамере с кислородом, но его эффективность непостоянна и включает риск кислородного отравления.
Гидрогель Гуана доставляет кислород в рану с помощью микросфер, которые постепенно выделяют кислород для взаимодействия с клетками через фермент на их поверхности, который преобразует то, что находится внутри микросферы, в кислород. Кислород доставляется к ране примерно в течение двух недель, воспаление и отек уменьшаются, что способствует заживлению.
У мышей раны, обработанные гидрогелем, содержащим высвобождающие кислород микросферы, имели большую скорость закрытия, чем раны, обработанные только гелем, или раны, не обработанные. К 16-му дню количество ран, обработанных гидрогелем, уменьшилось до 10.7%. Число тех, кто лечился только гелем, сократилось до 30.4%, а количество тех, кто не лечился, сократилось до 52.2%.
Кроме того, раны, обработанные гидрогелем, содержащим высвобождающие кислород микросферы, имели самый толстый эпидермис на 8-й день, но самый тонкий на 16-й день, что указывает на заживление раны и уменьшение воспаления.
За последние 14 лет компания Guan разработала этот тип геля, который имеет почти 70 различных функций и химических структур.
«Гель представляет собой жидкость до того, как мы нанесем его на кожу, поэтому его легко смешивать с микросферами», – сказал он. «Когда мы помещаем смесь геля и микросфер в рану, она становится твердой, потому что чувствительна к температуре – при более низких температурах это жидкость, а при температуре тела – твердое вещество."
Один из рисков доставки кислорода к ранам – это его слишком большая доставка, которая создает активные формы кислорода (АФК), которые могут повредить или убить клетки на повышенных уровнях. Гидрогель Гуана способен собирать и уничтожать содержание АФК, устраняя любой риск.
Затем команда Гуана планирует использовать гидрогель в модели на крупных животных в ожидании будущих клинических испытаний на людях.
«Это представляет собой новый терапевтический подход к ускорению заживления хронических диабетических ран без лекарств», – сказал Гуан. "Он также может лечить другие заболевания с низким содержанием кислорода, такие как заболевание периферических артерий и ишемическая болезнь сердца."
Гуань И, Ню Х, Лю З., Данг И, Шен Дж, Зайед М., Ма Л, Гуань Дж. Устойчивая оксигенация ускоряет заживление диабетических ран, способствуя эпителизации и ангиогенезу и уменьшая воспаление. Достижения науки, август. 27, 2021 год: 10.1126 / sciadv.abj0153
Финансирование этого исследования было предоставлено Национальными институтами здравоохранения (R01 HL138175, R01HL138353, R01EB022018, R01AG056919, R01AR077616, R01AR075860, R21AR077226) и Национальным научным фондом (1922857).