Các nhà nghiên cứu từ Đại học Quốc gia Singapore đã phát triển một loại gel chữa lành vết thương từ tính giúp tăng tốc độ chữa lành vết thương do tiểu đường và giảm nguy cơ cắt cụt chi. Loại gel này, kết hợp với một thiết bị từ tính bên ngoài kích thích tế bào da, đã được chứng minh trong các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm là có thể chữa lành vết thương do tiểu đường nhanh gấp ba lần so với các phương pháp truyền thống và cho thấy tiềm năng điều trị các vết thương phức tạp khác, bao gồm cả bỏng.

Quá trình chữa lành vết thương tự nhiên của bệnh nhân tiểu đường thường bị ảnh hưởng, khiến vết thương lâu lành, đôi khi dẫn đến nhiễm trùng nặng, thậm chí phải cắt cụt chi.

Để giải quyết thách thức y tế toàn cầu này, một nhóm các nhà khoa học từ Đại học Quốc gia Singapore (NUS) đã phát triển một loại gel từ tính đột phá được thiết kế để tăng tốc độ chữa lành vết thương ở bệnh nhân tiểu đường. Cách tiếp cận mới này không chỉ hứa hẹn giúp tăng tốc độ phục hồi vết thương mà còn làm giảm khả năng vết thương tái phát và phải cắt cụt chi sau đó.

Mỗi lần điều trị yêu cầu băng phải được phủ trước một lớp hydrogel chứa tế bào da và các hạt từ tính giúp thúc đẩy quá trình lành vết thương. Để tối đa hóa hiệu quả điều trị, một thiết bị từ tính không dây bên ngoài được sử dụng để kích hoạt các tế bào da và đẩy nhanh quá trình chữa lành vết thương. Thời gian lý tưởng của kích thích từ là khoảng một đến hai giờ.

Các thử nghiệm tại EzoicLab đã chỉ ra rằng kích thích từ tính chữa lành vết thương do bệnh tiểu đường nhanh hơn khoảng ba lần so với các phương pháp truyền thống hiện nay. Ngoài ra, trong khi nghiên cứu tập trung vào việc chữa lành vết loét ở bàn chân do tiểu đường, công nghệ này có khả năng điều trị nhiều loại vết thương phức tạp, bao gồm cả vết bỏng.

Trợ lý Giáo sư Andy Zheng (giữa) và Tiến sĩ Shou Yufeng (phải) và Tiến sĩ Le Zhi Cheng (trái) từ Đại học Quốc gia Singapore đã cùng phát triển một loại gel chữa lành vết thương từ tính cải tiến được kỳ vọng sẽ đẩy nhanh quá trình lành vết thương do bệnh tiểu đường. Phó giáo sư Zheng đang cầm một khuôn đúc sẵn gel từ tính, còn bác sĩ Shou đang cầm một thiết bị kích thích từ tính. Nguồn hình ảnh: Đại học Quốc gia Singapore

Andy Tay, trợ lý giáo sư tại Khoa Kỹ thuật Y sinh, Trường Thiết kế và Kỹ thuật, Đại học Quốc gia Singapore, dẫn đầu một nhóm các nhà nghiên cứu từ Viện Công nghệ & Đổi mới Y tế Đại học Quốc gia Singapore (Viện Công nghệ & Đổi mới Y tế NUS) và cho biết: " Băng vết thương truyền thống không đóng vai trò tích cực trong việc chữa lành vết thương. Băng chỉ ngăn vết thương trở nên trầm trọng hơn và bệnh nhân cần thay băng mỗi hai hoặc hai lần. ba ngày. Điều này mang lại chi phí lớn cho hệ thống y tế của chúng tôi và sự bất tiện cho bệnh nhân "

Ngược lại, phát minh độc đáo của NUS sử dụng phương pháp chữa lành vết thương 'tất cả trong một' toàn diện để đẩy nhanh quá trình chữa lành vết thương về nhiều mặt.

Trợ lý giáo sư Zheng giải thích: "Công nghệ của chúng tôi giải quyết nhiều yếu tố chính liên quan đến vết thương do tiểu đường, đồng thời kiểm soát nồng độ glucose tăng cao ở vùng vết thương, kích hoạt các tế bào da không hoạt động gần vết thương và khôi phục"

Nhóm Đại học Quốc gia Singapore đã giới thiệu cải tiến của họ trong một bài báo được xuất bản gần đây trên tạp chí khoa học Advanced Materials. Nghiên cứu này là sự hợp tác giữa các nhà khoa học từ Cơ quan Khoa học, Công nghệ và Nghiên cứu Singapore, Đại học Công nghệ Nanyang, Đại học Sun Yat-sen và Đại học Công nghệ Vũ Hán.

Vết thương mãn tính do tiểu đường: một thách thức y học lớn

Hiện nay, trên thế giới có hơn 500 triệu người mắc bệnh tiểu đường và con số này dự kiến ​​sẽ tăng lên đáng kể. Kết quả là, các vết thương mãn tính do tiểu đường, chẳng hạn như loét bàn chân (một trong những vết thương phổ biến và khó điều trị nhất), đã trở thành một thách thức chăm sóc sức khỏe toàn cầu. Các phương pháp điều trị truyền thống cho những vết thương này thường không đạt yêu cầu, dẫn đến các vấn đề sức khỏe tái phát, điều trị kéo dài và trong nhiều trường hợp phải cắt cụt chi. Có khoảng 9,1 triệu đến 26,1 triệu trường hợp loét bàn chân do tiểu đường trên toàn thế giới mỗi năm và khoảng 15% đến 25% bệnh nhân tiểu đường sẽ bị loét bàn chân do tiểu đường trong đời. Singapore là một trong những quốc gia có tỷ lệ cắt cụt chi dưới do tiểu đường cao nhất thế giới, với trung bình khoảng 4 trường hợp mỗi ngày.

Một nhóm nghiên cứu từ Đại học Quốc gia Singapore đã phát triển một loại gel chữa lành vết thương từ tính cải tiến được kỳ vọng sẽ đẩy nhanh quá trình lành vết thương do bệnh tiểu đường và giảm tỷ lệ tái phát, từ đó giảm tỷ lệ cắt cụt chi. Một miếng băng có chứa sẵn hydrogel từ tính được dán lên vết thương và một thiết bị bên ngoài được sử dụng để đẩy nhanh quá trình lành vết thương. Nguồn: Đại học Quốc gia Singapore

Nhẹ nhàng “tập luyện” tế bào da

Tế bào da thường xuyên tiếp xúc với các lực cơ học trong quá trình hoạt động hàng ngày. Tuy nhiên, bệnh nhân bị vết thương thường được khuyên không nên tham gia vào các hoạt động vất vả, chẳng hạn như đi bộ, vì có thể giết chết các tế bào còn lại rất quan trọng để chữa lành.

Phó giáo sư Zheng cho biết: "Điều mà nhóm chúng tôi đạt được là xác định được điểm ngọt ngào bằng cách áp dụng kích thích cơ học nhẹ. Kết quả là, các tế bào da còn lại được 'tập luyện' để chữa lành vết thương, nhưng không đến mức giết chết chúng."

Loại gel chữa lành vết thương được thiết kế đặc biệt này chứa hai loại tế bào da được FDA phê chuẩn—tế bào sừng (quan trọng cho việc phục hồi da) và nguyên bào sợi (để hình thành mô liên kết)—cũng như các hạt từ tính nhỏ. Khi kết hợp với từ trường động được tạo ra bởi một thiết bị bên ngoài, sự kích thích cơ học của gel sẽ thúc đẩy các nguyên bào sợi ở da hoạt động mạnh hơn.

Được phát triển bởi nhóm nghiên cứu tại Đại học Quốc gia Singapore, hydrogel từ tính cải tiến này chứa các tế bào da và các hạt từ tính giúp thúc đẩy quá trình lành vết thương, sử dụng phương pháp chữa lành vết thương toàn diện "tất cả trong một" để đẩy nhanh quá trình chữa lành vết thương từ nhiều khía cạnh. Nguồn: Đại học Quốc gia Singapore

Các xét nghiệm trong phòng thí nghiệm cho thấy gel chữa lành vết thương từ tính giúp tăng cường hoạt động của nguyên bào sợi, tăng tốc độ phát triển tế bào lên khoảng 240% và tăng hơn gấp đôi việc sản xuất collagen, một loại protein quan trọng trong việc chữa lành vết thương. Gel chữa lành vết thương từ tính cũng cải thiện sự giao tiếp với tế bào keratinocytes và thúc đẩy sự hình thành các mạch máu mới.

Phó giáo sư Zheng nói thêm: "Phương pháp chúng tôi thực hiện không chỉ giúp tăng tốc độ chữa lành vết thương mà còn thúc đẩy sức khỏe tổng thể của vết thương và giảm nguy cơ tái phát."

Nhóm NUS đã thực hiện dự án từ năm 2021 đến năm 2023 để chứng minh tính khả thi của phương pháp mới này. Sự đổi mới này đã được cấp bằng sáng chế.

Gel chữa lành vết thương từ tính cho thấy nhiều hứa hẹn trong việc cải thiện khả năng chữa lành vết thương do tiểu đường và nó cũng có thể cách mạng hóa việc điều trị các loại vết thương phức tạp khác.

Tiến sĩ Shou Yufeng, đồng tác giả đầu tiên của bài nghiên cứu và nhà nghiên cứu tại Khoa Kỹ thuật Y sinh, Trường Thiết kế và Kỹ thuật, Đại học Quốc gia Singapore, cho biết: "Sự kết hợp giữa hydrogel phản ứng từ tính với kích thích cơ học động cảm ứng từ tính không dây giải quyết những thách thức cơ bản trong việc chữa lành vết thương, chẳng hạn như tạo ra môi trường vi mô thuận lợi và thúc đẩy tái tạo mô. đối với bệnh nhân, có nghĩa là nó có thể được áp dụng để cải thiện quá trình lành vết thương ở nhiều tình trạng khác nhau ngoài bệnh tiểu đường, bao gồm bỏng và loét mãn tính không do tiểu đường."

Các nhà nghiên cứu đang tiến hành các thử nghiệm bổ sung để cải thiện hơn nữa gel chữa lành vết thương từ tính và tăng hiệu quả của nó. Họ cũng đang làm việc với các đối tác lâm sàng để kiểm tra tính hiệu quả của gel sử dụng mô người mắc bệnh tiểu đường.

Phó giáo sư Zheng cho biết: "Đây là một bước tiến quan trọng trong việc chăm sóc vết thương chủ động. "Mục tiêu của chúng tôi là cung cấp giải pháp chữa lành vết thương hiệu quả và thuận tiện nhằm cải thiện kết quả cho hàng triệu người trên thế giới. "

" Chữa lành vết thương, đặc biệt là trong lĩnh vực loét bàn chân do tiểu đường, luôn là một lĩnh vực đầy thách thức. Trợ lý giáo sư Francis Wong Keng Lin, chuyên gia tư vấn tại Khoa Phẫu thuật Chỉnh hình, Bệnh viện Đa khoa Sengkang, cho biết: “Việc lành vết thương ở bệnh nhân tiểu đường ở bàn chân không tốt bằng bệnh nhân bình thường và quá trình lành vết thương của họ thường mất nhiều thời gian. Những tiến bộ trong công nghệ chữa lành vết thương sẽ rút ngắn quá trình điều trị cho bệnh nhân, cho phép họ quay trở lại cuộc sống nhanh nhất có thể, từ đó nâng cao hiệu quả công việc và chất lượng cuộc sống. "