Naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Riverside (Stany Zjednoczone) pracują nad nowym żelem tlenowym, który może zapobiec amputacji kończyn dolnych u pacjentów z ranami cukrzycowymi. Rozwiązanie to zapewnia ciągły przepływ tlenu w ranie dokładnie tam, gdzie jest on najbardziej potrzebny. W badaniach na modelach zwierzęcych opatrunek przyspieszył gojenie ran w ciągu kilku tygodni.

Wraz ze starzeniem się społeczeństwa i rosnącą zachorowalnością na cukrzycę, rany przewlekłe dotykają coraz większą grupę pacjentów. W wyniku cukrzycy rany goją się wolno, istnieje wysokie ryzyko infekcji, a także uszkodzenia tkanek i konieczności amputacji kończyny. Naukowcy z USA w odpowiedzi na te wyzwania pracują nad nowym żelem, który zasilany za pomocą baterii, jest w stanie dostarczyć tlen w najbardziej niedotlenione miejsca rany. Rozwiązanie to ma wspierać szybsze gojenie i zapobiec utracie kończyny.

Niedotlenienie rany

Niedobór tlenu jest jedną z przyczyn powstawania trudno gojących się ran, szczególnie niski poziom tlenu w głęboko uszkodzonej tkance, sprawia, że przedłuża się faza zapalna. Takie środowisko sprzyja rozwojowi bakterii, pogorszeniu stanu rany i rozpadowi tkanek.

– Gojenie się ran przewlekłych przebiega w czterech etapach: stan zapalny, unaczynienie, w którym tkanka zaczyna wytwarzać naczynia krwionośne, przebudowa oraz regeneracja, czyli gojenie. Na każdym z tych etapów brak stabilnego, stałego dopływu tlenu stanowi poważny problem – wskazał Iman Noshadi, adiunkt bioinżynierii na UCR, który kieruje zespołem badawczym.

Niedotlenienie rany (hipoksja) zaburza procesy regeneracyjne, zwiększa ryzyko infekcji oraz martwicy. Komórki, które nie otrzymują wystarczającej ilości tlenu, nie są w stanie utrzymać prawidłowych procesów metabolicznych i zapewnić gojenia. Ponadto tlen jest potrzebny do produkcji kolagenu i walki z infekcjami. Gdy niedotlenienie osiąga wartość krytyczną, dochodzi do obumierania brzegów rany, co w konsekwencji może prowadzić do konieczności amputacji kończyny.

Żel zasilany bateryjnie

Naukowcy opisali swoje badania na łamach czasopisma „Nature Communications Material”. Opatrunek to miękki i elastyczny żel wykonany z wody i płynu na bazie choliny, która ma działanie antybakteryjne, nietoksyczne i jest biokompatybilna. Żel podłączany jest do małej baterii, podobnej do tej stosowanej w aparatach słuchowych. Działa ona jak miniaturowe urządzenie elektrochemiczne, które rozszczepia cząsteczki wody i stopniowo uwalnia tlen.

Naukowcy wskazują, że w przeciwieństwie do preparatów, które dostarczają tlen tylko do powierzchni rany, to innowacyjne rozwiązanie dociera do głębszych struktur. Zanim zastygnie, wypełnia szczeliny i nierówności rany, czyli miejsca, gdzie dotarcie tlenu jest zwykle najtrudniejsze.

Ciągłe dostarczanie tlenu jest kluczowe, ponieważ tworzenie się nowych naczyń krwionośnych może trwać nawet kilka tygodni, a więc krótkie serie tlenu zwykle nie wystarczają do pełnej naprawy. System opracowany przez badaczy z Kalifornii utrzymuje przepływ tlenu nawet przez miesiąc, co wspiera procesy regeneracyjne w ranach, w których zostały one zatrzymane.

W badaniach na modelach zwierzęcych naukowcy sprawdzili rozwiązanie na myszach chorych na cukrzycę i w starszym wieku, by odwzorować rany u pacjentów w podeszłym wieku. U nieleczonych zwierząt rany nie goiły się i często prowadziły do zgonu. Z kolei u myszy, u których zastosowano żel tlenowy, rany goiły się w ciągu 23 dni.

Więcej niż jedno zastosowanie

Badacze zwracają również uwagę, że cholina, jeden z dwóch głównych składników żelu, pomaga również regulować odpowiedź układu odpornościowego i redukować nadmierny stan zapalny. Ponadto rozwiązanie to może znaleźć zastosowanie nie tylko w przypadku ran, ponieważ niedobory tlenu i składników odżywczych stanowią także przeszkodę w wyhodowaniu tkanek i narządów zastępczych.

Źródło: https://www.sciencedaily.com/releases/2026/02/260221000255.htm