Примерно в 25% случаях при сахарном диабете развиваются язвы на ногах, которые появляются и медленно заживают из-за низкого содержания кислорода, так как высокий уровень сахара в крови нарушает работу сосудов и усиливает воспаление. Эти раны становятся хроническими, ухудшая качество жизни и угрожая ампутацией.
Профессор Цзяньцзюнь Гуань и его коллеги из Инженерной школы Маккелви при Вашингтонском университете в Сент-Луисе разработали гидрогель, который доставляет кислород в рану, приводя к уменьшению воспаления, помогая регенерировать ткани и ускоряя заживление. Гидрогель показал хорошие результаты на мышиных моделях. Доставляемый в пораженную кожу кислород выполняет две функции: он улучшает выживаемость клеток в условиях гипоксии в диабетической ране и стимулирует клетки кожи вырабатывать факторы роста, необходимые для заживления.
Кислород необходим тканям для жизни, и еще больше они в нем нуждаются, когда клетки повреждены. Известно несколько методов лечения диабетических язв, и наиболее распространенным является длительный курс терапии в барокамере (гипербарическая оксигенация), но его эффективность противоречива и несет риск токсичных побочных эффектов кислорода.
Новая система беспрерывной оксигенации состоит из микросфер, высвобождающих кислород, и гидрогеля, поглощающего активные формы кислорода – агрессивный компонент, играющий важную роль в прогрессировании диабетической язвы.
Одним из рисков любой терапии, доставляющей кислород в раны, является чрезмерная оксигенация, которая может спровоцировать накопление активных форм кислорода и окислительный стресс, губительный для клеток. Гидрогель группы Гуаня улавливает в хронической ране активные формы кислорода как естественного происхождения, так и накапливающийся за счет кислорода, высвобождаемого из введенных микросфер.
Гель чувствителен к температуре: в холодной среде он представляет собой жидкость и затвердевает при нанесении на теплую кожу. При однократном нанесении гидрогеля с микросферами кислород поступает в рану примерно в течение двух недель, воспаление и отек уменьшаются, что способствует заживлению.
У мышей диабетические язвы, обработанные гидрогелем с микросферами, выделяющими кислород, заживали быстрее, чем язвы, обработанные только гелем, и контрольные язвы: к 16 дню размер ран в этих группах сократился до 10,7%, 30,4% и 52,2% соответственно.
Кроме того, лечение гидрогелем с микросферами сопровождалось формированием самого толстого эпидермиса на 8 день и самого тонкого к 16 дню, что свидетельствует о заживлении раны и уменьшении воспаления.
Исследователи будут тестировать гидрогель на более крупных животных и, в случае успеха, перейдут к клиническим исследованиям.
Статья Y.Guan et al. Sustained oxygenation accelerates diabetic wound healing by promoting epithelialization and angiogenesis and decreasing inflammation опубликована в журнале Science Advances.
Аминат Аджиева, портал «Вечная молодость» vechnayamolodost.ru по материалам Washington University in St. Louis:
Oxygen-delivering hydrogel accelerates diabetic wound healing.
