“电”以3倍速度治愈伤口

【字体: 时间:2023年04月20日 来源:AAAS

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  慢性伤口是糖尿病患者和老年人的主要健康问题,在极端情况下甚至会导致截肢。瑞典查尔姆斯理工大学和德国弗赖堡大学的一个项目的研究人员利用电刺激,开发了一种加速愈合过程的方法,使伤口愈合速度加快三倍。

  
   

How electricity can heal wounds three times as fast    

瑞典查尔默斯理工大学和德国弗赖堡大学的新研究表明,在电流刺激下,培养皮肤细胞上的伤口愈合速度加快了三倍。该项目最近获得了更多的资金,因此研究可以更接近市场和患者的利益。


慢性伤口是糖尿病患者和老年人的主要健康问题,在极端情况下甚至会导致截肢。瑞典查尔姆斯理工大学和德国弗赖堡大学的一个项目的研究人员利用电刺激,开发了一种加速愈合过程的方法,使伤口愈合速度加快三倍。

有句古老的瑞典谚语说,一个人永远不应该忽视一个小伤口或一个需要帮助的朋友。对于大多数人来说,一个小伤口不会导致任何严重的并发症,但许多常见的诊断使伤口愈合更加困难。患有糖尿病、脊髓损伤或血液循环不良的人伤口愈合能力受损。这意味着更大的感染和慢性伤口的风险——从长远来看,这可能导致截肢等严重后果。现在,查尔默斯大学和弗莱堡大学的一组研究人员开发了一种使用电刺激来加速愈合过程的方法。

“慢性伤口是一个巨大的社会问题,”查尔姆斯理工大学生物电子学副教授、该项目的研究负责人Maria Asplund说。“我们发现的一种方法可以将伤口愈合速度提高三倍,这对糖尿病患者和老年人等经常因伤口无法愈合而遭受巨大痛苦的人来说是一种改变游戏规则的方法。”

电引导细胞更快愈合

研究人员从一个古老的假设出发,即对受损皮肤的电刺激可以用来治愈伤口。这个想法是皮肤细胞具有电趋向性,这意味着它们在电场中定向“迁移”。这意味着,如果将电场放置在含有皮肤细胞的培养皿中,细胞就会停止随机移动,并开始朝着同一个方向移动。研究人员研究了如何利用这一原理来电引导细胞,以使伤口愈合得更快。使用微型工程芯片,研究人员能够比较人工皮肤的伤口愈合情况,用电刺激一个伤口和不用电让一个伤口愈合。差异是惊人的。

“我们能够证明,关于电刺激的旧假设可以用来使伤口愈合得更快。为了确切地研究这是如何在伤口上起作用的,我们开发了一种生物芯片,我们在上面培养皮肤细胞,然后在上面制造小伤口。然后我们用电场刺激一个伤口,这显然导致伤口愈合的速度是没有电刺激的伤口愈合速度的三倍,”Maria Asplund说。

糖尿病患者的希望

在这项研究中,研究人员还关注了与糖尿病相关的伤口愈合,这是一个日益严重的全球健康问题。根据世界卫生组织和国际糖尿病联合会的数据,如今每11个成年人中就有一个患有某种形式的糖尿病。

“我们已经研究了糖尿病伤口模型,并研究了我们的方法是否在这些情况下也有效。我们看到,当我们在细胞中模拟糖尿病时,芯片上的伤口愈合得非常缓慢。然而,通过电刺激,我们可以加快愈合速度,这样受糖尿病影响的细胞几乎与健康的皮肤细胞相对应,”Asplund说。

下一步是个性化治疗

查尔默斯大学的研究人员最近获得了一大笔赠款,这将使他们能够继续在该领域的研究,从长远来看,能够为市场上的消费者开发伤口愈合产品。以前也有类似的产品,但需要进行更多的基础研究,才能开发出有效的产品,产生足够的电场强度,并以正确的方式刺激每个人。这就是阿斯普朗德和她的同事们参与进来的地方:

“我们现在正在研究不同的皮肤细胞在刺激过程中是如何相互作用的,以便更接近真实的伤口。我们希望开发一种能够“扫描”伤口的概念,并根据个人伤口调整刺激。我们相信,这是在未来有效帮助那些伤口愈合缓慢的人的关键。”
 

Bioelectronic microfluidic wound healing: a platform for investigating direct current stimulation of injured cell collectives

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