糖尿病是威脅人類健康和生命安全的重大疾病之一，并且糖尿病在全世界的患病率有逐年增高的趨勢。目前，多達(dá)25％的糖尿病患者因傷口血液循環(huán)不良和其他并發(fā)癥而出現(xiàn)慢性難愈合傷口，例如糖尿病足潰瘍（DFU），嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致患者截肢。
研究證明，糖尿病慢性傷口的延遲愈合是缺氧引起的新生血管受損的結(jié)果，因此，減少慢性傷口治療中的缺氧是糖尿病治療中迫切的臨床問題。但是，當(dāng)前的氧氣療法，包括高壓氧（HBO）和局部氣態(tài)氧（TGO），主要采用氣態(tài)氧輸送，但只有少量氧氣能夠穿透皮膚，因而在糖尿病治療的臨床應(yīng)用中效果較差。
亮點(diǎn)
近期，為提高氧氣進(jìn)入皮膚的能力，南京大學(xué)醫(yī)學(xué)院胡一橋和吳錦慧等開發(fā)了一種由活性微藻水凝膠制成的能產(chǎn)生溶解氧的傷口貼片（AGP）。該貼片具有優(yōu)異的氧氣輸送能力，其效率是TGO滲透皮膚效率的100倍以上。進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)表明，該貼片可促進(jìn)糖尿病小鼠慢性創(chuàng)面愈合和皮瓣再生。微藻凝膠貼片可以提供持續(xù)的溶解氧，以改善慢性傷口愈合，此外，該貼片無毒且不會引起免疫應(yīng)答，制造簡單成本低廉，這將成為用于DFU治療的新一代醫(yī)學(xué)療法。
AGP的制備
研究人員設(shè)計(jì)了一種微藻凝膠貼片（AGP），可以簡單地覆蓋傷口并將溶解的氧氣輸送到傷口床中（圖1A）。在貼片中填充了直徑為1毫米的含有活微藻的水凝膠珠，可以吸收預(yù)先添加的碳酸鹽，以通過呼吸和光合作用產(chǎn)生O2和CO2。親水性聚四氟乙烯（PTFE）膜用作AGP的內(nèi)襯，以允許清潔氣體和水雙向滲透并具有細(xì)菌過濾性能。當(dāng)貼在傷口上時(shí)，由于不可滲透的聚氨酯薄膜被用作AGP的背襯，在敷料和傷口之間形成了一個(gè)密封系統(tǒng)（圖1，B和C）。
AGP的O2皮膚滲透測試
如圖2所示，研究人員測量了裝置中氧氣通過插入存活小鼠皮膚的擴(kuò)散程度。AGP裝置在光照條件下能夠穩(wěn)定、連續(xù)地輸送高達(dá)240μM的溶解氧，但TGO裝置中沒有氧氣擴(kuò)散。通過量化曲線下的面積，發(fā)現(xiàn)AGP的溶解氧輸送效率比TGO滲透皮膚的效率高100倍以上。
AGP治愈慢性傷口的測試
為了測試AGP在治愈慢性傷口中的功效，每天分別通過AGP（DM-AGP）和TGO治療（DM-TGO）治療糖尿病小鼠傷口。同時(shí)將未經(jīng)治療的糖尿病小鼠傷口（DM-對照）和正常小鼠傷口（Non-DM）作為對照。如圖3所示，即使在15天后，糖尿病小鼠的傷口也很難愈合，而正常小鼠的傷口在12天后就可以愈合（圖3A）。用AGP治療的傷口愈合速度明顯快于糖尿病對照組和用TGO治療的傷口，在第6天達(dá)到了45％的愈合率，（圖3B）。從傷后第6天開始，AGP的表現(xiàn)優(yōu)于其他組，到第12天，與正常小鼠相似，傷口面積的45％閉合（圖3C）。
AGP促進(jìn)皮瓣再生
研究人員在自體皮膚移植模型上評估了AGP對慢性傷口皮瓣存活的作用。實(shí)驗(yàn)組包括正常小鼠對照組、糖尿病小鼠對照組和TGO或AGP治療的糖尿病小鼠。如圖4所示，糖尿病小鼠的皮瓣在第2天迅速顯示遠(yuǎn)端壞死，然后在第4天完全壞死并脫落，暴露出下面的潰瘍。盡管正常小鼠沒有受慢性傷口影響，但皮瓣仍不能完全存活，第2天后皮瓣的遠(yuǎn)端輕微壞死，第6天開始脫落（圖4A）。與正常小鼠相比，DM-AGP的皮瓣壞死率更低（圖4C）。
通過評估皮瓣的實(shí)時(shí)血流發(fā)現(xiàn)，在非DM，DM-Control和DM-TGO組的圓圈區(qū)域中，壞死的皮膚完全脫落并潰爛，在AGP治療組中，未發(fā)現(xiàn)壞死性皮膚，移植物產(chǎn)生的紅色與正常皮膚相似（圖4B）。這些結(jié)果表明AGP在促進(jìn)慢性傷口的皮瓣存活中發(fā)揮積極作用。
總結(jié)
綜上所述，研究人員證明了利用具有穩(wěn)定儲存特性、易于制備和處理的可粘附微藻水凝膠貼片將天然，高度可靠的濕氧輸送到組織的新概念的潛在可行性。我們相信這種方法不僅是糖尿病患者的福音，同樣可用于細(xì)胞因子治療、無創(chuàng)干細(xì)胞治療和藥物遞送等其他治療，有望在臨床醫(yī)療領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
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