Bioresorbowalny bandaż elektroniczny przyspieszy leczenie ran u cukrzyków. Ułatwi też monitorowanie postępu gojenia

Zastosowanie elektroterapii może skutecznie wspomagać leczenie ran w przebiegu cukrzycy. Dotychczas znane rozwiązania wymagały hospitalizacji. Amerykańscy naukowcy opracowali jednak innowacyjny bandaż elektryczny, dzięki któremu czas potrzebny na zagojenie przewlekłej rany można skrócić nawet o jedną trzecią. Częściowo wchłanialne przez organizm urządzenie zostało już przetestowane w mysim modelu cukrzycy. Zespół badawczy przygotowuje się do testów na ludziach.

– Bandaż powstał w wyniku oryginalnego pomysłu, który opierał się na próbie przywrócenia naturalnych właściwości elektrycznych skóry i wykorzystania tych właściwości, aby pomóc w przyspieszeniu reakcji organizmu związanej z gojeniem się ran. W przypadku cukrzycy organizm nie radzi sobie tak dobrze z normalnymi procesami gojenia, więc zadaliśmy sobie pytanie, czy moglibyśmy pomóc w przywróceniu pola elektrycznego, którego ciągłość zostaje przerwana zazwyczaj w wyniku urazu – wyjaśnia w rozmowie z agencją Newseria Innowacje prof. Guillermo Ameer z Wydziału Inżynierii Biomedycznej i Wydziału Chirurgii Northwestern’s McCormick School of Engineering, dyrektor Centrum Zaawansowanej Inżynierii Regeneracyjnej.

Opracowany przez naukowców bezprzewodowy, niewymagający stosowania baterii bandaż dostarcza sygnały elektryczne wspomagające gojenie się ran. Jego twórcy uznali, że urazy mogą zakłócać przepływ sygnałów elektrycznych w organizmie. Stymulacja elektryczna pozwala natomiast przywrócić normalne sygnały ciała, determinując migrację komórek do łożyska rany. Choć elektroterapia stosowana jest w leczeniu już od dawna, to dotychczas nie była ona wykorzystywana do leczenia przewlekłych ran w warunkach innych niż szpitalne.

– Dzięki naszemu rozwiązaniu możemy wyeliminować konieczność wyjmowania elektrody mającej kontakt z raną, ponieważ ta elektroda jest biowchłanialna. Organizm po pewnym czasie ją wchłonie i wydali. Pozwala to na pozostawienie nowej, zregenerowanej tkanki na ranie w stanie nienaruszonym. Można przyłożyć pole elektryczne i nie przejmować się wpływem elektrod na gojenie się rany. Jesteśmy więc w stanie stworzyć układ elektrod, który nie zakłóca procesu gojenia. A po drugie, nie ma konieczności przebywania w szpitalu, żeby skorzystać z urządzenia, może się to odbywać w domu lub w dowolnym innym miejscu – mówi prof. Guillermo Ameer.

Działanie bandaża opiera się na zastosowaniu dwóch elektrod. Zewnętrzna styka się ze zdrowym fragmentem skóry poza raną. Mniejsza, wewnętrzna elektroda ma natomiast styczność z raną. Zabieg, w czasie którego do rany przykładane jest napięcie elektryczne, trwa około 30 min dziennie. Dotychczas naukowcy przeprowadzili testy działania urządzenia na myszach.

– Korzystaliśmy z mysiego modelu cukrzycy ze zblokowanymi ranami ciętymi, co oznacza, że rana była utrzymywana w stanie zbliżonym do obserwowanego u ludzi. W takim przypadku odnotowaliśmy przyspieszenie o 30–33 proc. czasu potrzebnego na zagojenie się rany. Zdecydowanie więc rany zabliźniają się szybciej przy zastosowaniu pola elektrycznego w porównaniu do sytuacji, gdy z niego nie korzystano – podkreśla naukowiec z Northwestern University.

Skrócenie czasu gojenia jest bardzo ważne z uwagi na zmniejszenie w ten sposób ryzyka wystąpienia zakażenia bakteryjnego, bardzo często skutkującego poważnymi powikłaniami przewlekłych ran, z sepsą włącznie.

Działanie bandaża nie tylko pozwala jednak na szybsze gojenie rany, ale też na monitorowanie procesu gojenia. Dzięki modułowi NFC urządzenie może zdalnie, w czasie rzeczywistym przesyłać dane o oporze elektrycznym mierzonym w poprzek rany, którego poziom wskazuje lekarzom, na jakim etapie gojenia znajduje się rana i czy w trakcie leczenia czynione są postępy.

– Zamierzamy zbadać skuteczność naszego bandaża w większym modelu przedklinicznym cukrzycy i ran skórnych. Po potwierdzeniu, że wyniki w zakresie przyspieszenia zabliźniania się ran są podobne, kolejnym etapem będzie przebadanie urządzenia na ludziach, aby przekonać się, czy można znacząco wpłynąć na postępowanie z ranami u pacjentów z cukrzycą – zapowiada prof. Guillermo Ameer.

Leczenie z wykorzystaniem bioresorbowalnych urządzeń elektronicznych jest stosunkowo młodą gałęzią rynku technologii medycznych. Rozwijana jest od 2018 roku, kiedy to opracowano wszczepialne urządzenie bezprzewodowe, przyspieszające regenerację nerwów i poprawiające gojenie uszkodzonego nerwu.

Z danych rządowych wynika, że w Polsce z cukrzycą zmaga się około 3 mln dorosłych osób. Według informacji Polskiego Stowarzyszenia Diabetyków ryzyko powstania owrzodzeń i ran na stopie w ciągu życia chorego na cukrzycę wynosi 12–25 proc. Nieleczone lub leczone nieskutecznie przewlekłe rany mogą doprowadzić do konieczności amputacji kończyny. 40 proc. amputacji jest przeprowadzanych u osób ze stopą cukrzycową.