这种新型的磁性水凝胶有望改善糖尿病足的治疗

　　

糖尿病患者的伤口愈合能力受损，往往形成愈合缓慢的慢性伤口。这种无法愈合的伤口可能会引起严重感染，导致截肢等痛苦后果。为了应对这一全球性的医疗挑战，新加坡国立大学（NUS）的一组研究人员设计出一种创新的磁性伤口愈合凝胶，有望加速糖尿病伤口的愈合，降低复发率，从而降低截肢事件的发生。

每次治疗需要使用一种特殊的绷带，绷带上涂有水凝胶，其中含有促进伤口愈合的皮肤细胞和磁性颗粒。为了最大限度地提高治疗效果，需要使用一种无线磁性设备来激活皮肤细胞并加速伤口愈合过程。磁刺激的理想时间大约是一到两个小时。

实验室测试表明，与目前的传统方法相比，结合磁刺激的治疗方法治愈糖尿病伤口的速度要快三倍。此外，尽管这项研究的重点是治疗糖尿病足溃疡，但该技术在治疗烧伤等各种复杂伤口方面也具有潜力。

共同通讯作者、新加坡国立大学生物医学工程系助理教授Andy Tay称：“传统敷料对伤口愈合没有积极作用。它们只能防止伤口恶化，患者需要每两三天换一次敷料。这对我们的医疗系统来说是一笔巨大的成本，也给患者带来了不便。”

相比之下，新加坡国立大学的独特发明采用了一种全面的“一体化”方法，从多个方面加速了伤口愈合过程。

“我们的技术解决了与糖尿病伤口相关的多个关键因素，可控制伤口区域葡萄糖水平升高，激活伤口附近的休眠皮肤细胞，恢复受损的血管，修复伤口内被破坏的血管网络，”Tay解释说。

这项研究成果发表在《Advanced Materials》杂志上，合作人员还包括新加坡科学技术研究局（A*STAR）、南洋理工大学、中山大学和武汉理工大学的科学家。

慢性糖尿病伤口：重大的医疗挑战

目前，全球有5亿多人患有糖尿病，预计这一数字还将大幅上升。因此，慢性糖尿病伤口，比如足溃疡，已成为全球医疗保健中的一大挑战。糖尿病足溃疡（又称糖尿病足）是目前最常见且最难治疗的伤口之一。

然而，传统的治疗方法往往不能令人满意，导致健康问题反复出现，久治不愈，在许多情况下还会导致截肢。

每年，全世界大约有910万至2610万例糖尿病足溃疡病例，约15%至25%的糖尿病患者将在其一生中患上糖尿病足溃疡。新加坡是全球因糖尿病导致下肢截肢发生率最高的国家之一，平均每天约有4例。

让皮肤细胞多锻炼

皮肤细胞在日常活动中会不断受到机械力的影响。然而，带有伤口的患者通常被建议不要进行剧烈活动，比如走路，这可能会杀死剩下的对愈合至关重要的细胞。

“我们团队的成果是通过施加温和的机械刺激来确定最佳状态，”Tay谈道。“其结果是，剩下的皮肤细胞通过锻炼来促进伤口愈合，但又没达到会被杀死的程度。”

这种特殊设计的伤口愈合凝胶中含有两种的皮肤细胞——角质形成细胞（对皮肤修复至关重要）和成纤维细胞（形成结缔组织）——以及微小的磁性颗粒。当与外部设备产生的动态磁场相结合时，凝胶的机械刺激会促使真皮成纤维细胞变得更加活跃。

实验室测试表明，磁性的伤口愈合凝胶提高了成纤维细胞的活性，使细胞的生长速度提高了约240%，胶原蛋白的产量增加了一倍多，而胶原蛋白是伤口愈合的关键蛋白质。这种凝胶还能改善与角质形成细胞的通讯，促进新血管的形成。

“我们采用的方法不仅可以加速伤口愈合，还可以促进伤口的整体健康，减少复发的机会，” Tay补充说。

伤口管理的破局者

磁性的伤口愈合凝胶不仅在改善糖尿病伤口愈合方面显示出巨大的前景，也有望彻底改变其他复杂伤口的治疗。

共同第一作者、新加坡国立大学生物医学工程系研究员Shou Yufeng博士表示：“磁响应水凝胶与无线磁感应的动态机械刺激相结合，解决了伤口愈合的基本难题，比如创造有利的微环境和促进组织再生。”

“这些原理以及我们技术的适应性，意味着它可以用来改善糖尿病以外的各种情况下的伤口愈合，包括烧伤和慢性非糖尿病溃疡。”

如今，研究人员正在进行更多的测试，希望进一步改进磁性的伤口愈合凝胶，提高其有效性。他们还与一家临床合作伙伴合作，利用糖尿病人体组织测试凝胶的有效性。

“我们的目标是提供一种有效、方便的伤口愈合解决方案，改善全球数百万人的治疗效果，” Tay谈道。