هلام الأكسجين الجديد يمكن أن يمنع بتر الأطراف لدى مرضى الجروح المصابة بالسكري

مع تقدم السكان في السن وانتشار مرض السكري، تؤثر الجروح المزمنة على عدد أكبر من الناس أكثر من أي وقت مضى. تزيد هذه الإصابات البطيئة الشفاء بشكل كبير من خطر الإصابة بالعدوى وتلف الأنسجة وبتر الأطراف. قام الباحثون في جامعة كاليفورنيا في ريفرسايد بتطوير هلام جديد لتوصيل الأكسجين مصمم للمساعدة في شفاء الجروح قبل أن تتطور إلى فقدان الأطراف.

يتم تصنيف الجرح الذي يظل مفتوحًا لمدة تزيد عن شهر على أنه مزمن. في جميع أنحاء العالم، يعاني حوالي 12 مليون شخص من جروح مزمنة كل عام، بما في ذلك حوالي 4.5 مليون في الولايات المتحدة. ما يقرب من واحد من كل خمسة من هؤلاء المرضى سيواجه في النهاية البتر.

الحرمان من الأكسجين وتأخر الشفاء

وركز فريق البحث على ما يعتبرونه السبب الرئيسي للجروح المزمنة، وهو نقص الأكسجين في عمق الأنسجة التالفة. عندما تكون مستويات الأكسجين منخفضة جدًا، تظل الجروح محاصرة في مرحلة التهابية طويلة. تشجع هذه البيئة نمو البكتيريا وتحلل الأنسجة بدلاً من إصلاحها.

وقالت إيمان نوشادي، أستاذة الهندسة الحيوية المساعدة في جامعة كاليفورنيا والتي قادت فريق البحث: “الجروح المزمنة لا تشفى من تلقاء نفسها”.

وقال: “هناك أربع مراحل لشفاء الجروح المزمنة: الالتهاب، والأوعية الدموية حيث تبدأ الأنسجة في تكوين الأوعية الدموية، وإعادة التشكيل، والتجديد أو الشفاء. وفي أي من هذه المراحل، يمثل الافتقار إلى إمدادات ثابتة ومستقرة من الأكسجين مشكلة كبيرة”.

عندما لا يتمكن الأكسجين من مجرى الدم أو الهواء المحيط من الوصول إلى الطبقات العميقة من الأنسجة، تتطور حالة تسمى نقص الأكسجة. نقص الأكسجة يعطل عملية الشفاء الطبيعية للجسم. وصف الفريق نهج هلام استهداف الأكسجين في مواد اتصالات الطبيعة.

كيف يعمل جل توليد الأكسجين

يتكون الجل الناعم والمرن من الماء وسائل يحتوي على الكولين وهو مضاد للبكتيريا وغير سام ومتوافق حيويًا. عند توصيلها ببطارية صغيرة مشابهة لتلك الموجودة في أدوات السمع، تعمل المادة كجهاز كهروكيميائي مصغر. فهو يقسم جزيئات الماء ويطلق الأكسجين بشكل ثابت مع مرور الوقت.

على عكس العلاجات التي توفر الأكسجين على السطح فقط، يتكيف هذا الجل مع الشكل الدقيق للجرح. قبل أن يتصلب، فإنه يملأ الفجوات الصغيرة والمناطق غير المستوية حيث تميل مستويات الأكسجين إلى الانخفاض وتكون مخاطر العدوى أعلى.

يعد توصيل الأكسجين المستمر أمرًا بالغ الأهمية. يمكن أن يستغرق تكوين أوعية دموية جديدة أسابيع، كما أن دفعات قصيرة من الأكسجين ليست كافية لدعم الإصلاح الدائم. يمكن لهذا النظام الحفاظ على تدفق الأكسجين لمدة تصل إلى شهر، مما يساعد الجرح المتوقف على استئناف نمط الشفاء الأكثر نموذجية.

نتائج واعدة في الفئران المصابة بالسكري وكبار السن

ولاختبار هذه التقنية، قام الباحثون بدراسة الفئران المصابة بالسكري والفئران الأكبر سنا، لأن جروحها تشبه الجروح المزمنة لدى كبار السن. في الحيوانات غير المعالجة، فشلت الإصابات في الإغلاق وكانت في كثير من الأحيان مميتة. عندما تم وضع الرقعة المنتجة للأكسجين واستبدالها أسبوعيًا، شفيت الجروح في حوالي 23 يومًا ونجت الحيوانات.

وقال برينس ديفيد أوكورو، مرشح الدكتوراه في الهندسة الحيوية في مختبر نوشادي والمؤلف المشارك للورقة: “يمكننا أن نصنع هذه الرقعة كمنتج حيث قد يحتاج الجل إلى التجديد بشكل دوري”.

موازنة الالتهاب والاستجابة المناعية

قد يقدم الجل أكثر من مجرد دعم الأكسجين. يساعد الكولين، أحد مكوناته الرئيسية، على تنظيم النشاط المناعي وتقليل الالتهابات المفرطة. غالبًا ما تحتوي الجروح المزمنة على مستويات عالية من أنواع الأكسجين التفاعلية، وهي جزيئات غير مستقرة تدمر الخلايا وتزيد من الالتهاب. من خلال توفير الأكسجين المستقر مع تهدئة هذه الاستجابة المفرطة، يساعد الجل على استعادة الظروف الصحية لإصلاح الأنسجة.

وقال أوكورو: “هناك ضمادات تمتص السوائل، وبعضها يطلق عوامل مضادة للميكروبات”. “لكن لم يعالج أي منها نقص الأكسجة، وهي المشكلة الأساسية. نحن نعالج ذلك بشكل مباشر.”

ما وراء العناية بالجروح

تمتد التطبيقات المحتملة إلى ما هو أبعد من علاج الجروح المزمنة. يشكل نقص الأكسجين والمواد المغذية عائقًا رئيسيًا أمام الجهود الرامية إلى زراعة أنسجة وأعضاء بديلة، وهو هدف طويل المدى لمختبر نوشادي.

وقال نوشادي: “عندما تزداد سماكة الأنسجة، يكون من الصعب نشر تلك الأنسجة بما تحتاجه، لذلك تبدأ الخلايا في الموت”. “يمكن اعتبار هذا المشروع بمثابة جسر لإنشاء واستدامة أعضاء أكبر للأشخاص الذين يحتاجون إليها.”

معالجة التحدي الصحي المتزايد

لا يمكن حل بعض العوامل المسببة لارتفاع معدلات الجروح المزمنة بالجهاز الطبي وحده. إلى جانب الشيخوخة ومرض السكري، تلعب عوامل نمط الحياة أيضًا دورًا.

وقال بايشالي كانجيلال، المهندس الحيوي في جامعة كاليفورنيا والمؤلف المشارك: “إن أنماط حياتنا المستقرة تتسبب في انخفاض استجاباتنا المناعية”. “من الصعب الوصول إلى الجذور المجتمعية لمشاكلنا. لكن هذا الابتكار يمثل فرصة للحد من عمليات البتر، وتحسين نوعية الحياة، وإعطاء الجسم ما يحتاجه لشفاء نفسه.”

المصدر :- Health & Medicine News — ScienceDaily