西北大学开发出首款可吸收电子绷带，西北吸收糖尿病溃疡愈合速度提高30%！大学电绷带糖

2023-03-01 09:13 · 生物探索

糖尿病足溃疡（ diabetic foot ulcers，开发款可溃疡DFU）是出首糖尿病的严重并发症之一，出现在15%-25%的尿病糖尿病患者身上。

如果治疗不当，愈合这类慢性伤口可能会导致截肢。速度尽管伤口护理管理已经很成熟，提高但是西北吸收病因的多样性、患者的大学电绷带糖具体情况等原因使得DFU仍未得到充分护理。

血管生成受损、开发款可溃疡真皮细胞迁移和增殖减少、出首过度氧化应激、尿病长期炎症和细菌感染是愈合导致慢性DFU的直接原因，目前就这些原因已开发出多种策略，速度包括伤口处释放药物和生物制剂、使用生物活性材料作为敷料、细胞移植、组织工程或皮肤等效产品、真空和电疗等。但过高的开发成本，以及监管、制造、使用上的障碍使得这些方法并不能完全解决慢性伤口带来的所有问题，此外，持续监测伤口状态以为临床决策提供信息的需求并未得到满足。

已有研究表明，电疗可以加速皮肤伤口的闭合，且这一方法具备同时检测伤口状态的可能性。但是尚不清楚电疗应该采用何种刺激类型、剂量和时长来达到最佳效果，还有所需的设备过于笨重使得患者必须住院治疗，这些因素都限制了电疗在临床实践中的推广。

为此，西北大学的研究人员开发出一款灵活小巧、具有一定伸缩性的电子绷带，可通过直接向伤口部位提供电疗来加速愈合。该绷带还能监控愈合过程，实时提醒临床医生，并在不再需要时被身体吸收。该研究以“Bioresorbable, wireless, and battery-free system for electrotherapy and impedance sensing at wound sites”为题发表于Science Advances。

图1 研究成果（图源：[1]）

该绷带的一端为智能再生系统，包括一个置于创口上的花型电极和一个置于创口周围健康组织上的环形电极。电极为蛇形走线布局，具有一定的伸缩性。绷带的另一端则包含一个为系统供电的能量收集线圈和一个实时无线传输数据的近场通信系统。通过测量伤口的电阻，医生可以检测愈合的进展情况。

图2 电子绷带智能再生端（图源：西北大学）

“伤口试图愈合时，会产生一个潮湿的环境。”该研究的共同负责人、西北大学教授Guillermo A. Ameer说，“但随着愈合的进展，该环境会逐渐变得干燥。因此我们能够通过跟踪伤口中的电阻来检测愈合的进度。理想情况下伤口应在一个月内闭合，如果时间过长，则需要医生引起注意。”

研究人员特别采用了金属钼作为电极的原料。他们发现当钼足够薄时，就可以生物降解，且不会干扰愈合过程。“我们率先证明了钼可以作为可生物降解的电极用于伤口愈合的治疗。”Ameer表示，大约六个月后，电极的大部分都消失了，基本没有在器官中积聚，这避免了取下电极可能对组织造成的二次伤害。

在动物模型中，研究人员设置了三个小组以观察该绷带对加速小鼠伤口愈合起到的作用：治疗组使用钼电极，每天连续直流电刺激 30 分钟，直至伤口完全闭合；未治疗组使用钼电极，没有电流刺激；对照组不使用钼电极。所有的三个小组均使用了传统的保护性敷料以保护伤口部位。

图3 伤口闭合情况，黄色虚线为伤口边缘（图源：[1]）

结果表明，与对照组和未治疗组相比，电刺激治疗使得伤口的闭合时间减少约30%。

Ameer解释说，受伤会扰乱身体的正常电信号，通过施加电刺激，则可以恢复身体的正常信号，“我们观察到细胞迅速迁移到伤口并在该区域再生皮肤组织，新的血管生成了，而炎症得到了抑制。”

下一步，研究团队计划在更大规模的动物模型中和人体上测试该绷带对糖尿病性溃疡的作用。由于该绷带并不释放药物或生物制剂，仅利用人体自身的愈合能力，因此面临的监管障碍要小很多，这意味着患者能够更快在市场上见到这款绷带。

参考资料：

[1]Song JW, Ryu H, Bai W,et al. Bioresorbable, wireless, and battery-free system for electrotherapy and impedance sensing at wound sites. Sci Adv. 2023 Feb 22;9(8):eade4687. doi: 10.1126/sciadv.ade4687.