26 مارس 2025- زخم های دیابتی که بیش از 6 درصد از جمعیت جهان را تحت تأثیر قرار می ‌دهند، اغلب منجر به عوارض شدیدی می شوند که می توانند منجر به قطع عضو شوند. مشخصه ی این زخم ‌های مزمن که التیام‌ نمی یابند، التهاب مداوم است. در سنگاپور روزانه حدود چهار مورد قطع اندام تحتانی به دلیل زخم های دیابتی انجام می شود. یک مطالعه با تمرکز بر زخم های دیابتی در سنگاپور تخمین زد که هزینه ی ناخالص مراقبت های بهداشتی مرتبط با قطع عضو برای هر بیمار 23000 دلار سنگاپور در سال 2017 بود.

برای مقابله با این چالش که دارای اهمیت ملی و جهانی است، محققان دانشگاه ملی سنگاپور (NUS) دو فناوری میکروسوزن را توسعه داده ‌اند که با حفظ عملکرد پروتئین‌ هایی به نام فاکتورهای رشد و حذف ترکیبات التهابی نامطلوب، کارایی خود را در تسریع بهبود زخم دیابتی در مدل‌های بالینی نشان دادند.

این دو نوآوری جدید توسط تیمی از دانشمندان به سرپرستی استادیارAndy Tay  از گروه مهندسی پزشکی در کالج طراحی و مهندسی درNUS و مؤسسه نوآوری و فناوری سلامت، ایجاد شده ‌اند.

پرفسور Tay، توضیح داد: "عوامل رشد برای بهبود زخم مهم هستند، زیرا عملکردهای سلولی کلیدی را تنظیم می کنند. با این حال، در زخم های دیابتی، این عوامل رشد به سرعت توسط آنزیم های دیگری به نام پروتئازها تجزیه می شوند. این به طور چشمگیری روند بهبود زخم را کُند می کند. در عین حال، زخم های دیابتی با سطوح بالای التهاب مداوم همراه هستند."

او گفت: "ما می‌خواستیم با استفاده از میکروسوزن ‌ها هم برای تحویل عوامل رشد و هم برای تخلیه ی ترکیبات التهابی نامطلوب از زخم این دو مشکل را برطرف کنیم. این میکروسوزن‌ ها کم تهاجمی هستند، می‌ توان با دقت آن را ساخت و اجازه می‌ دهد تا ترکیبات فعال بدون درد مستقیماً روی زخم ‌ها تزریق شوند. چسب ‌های میکرونیدلی مواد عالی برای بهبود زخم هستند."

نتایج این دو مطالعه ی مرتبط که به صورت آنلاین در مجلاتBiomaterials وAdvanced Functional Materials  منتشر شده است، پتانسیل این رویکرد نوآورانه را در درمان بیماری های پوستی مختلف مانند پسوریازیس یا زخم های مزمن دیابتی نشان می دهد.

دو روش منحصر به فرد برای تسریع بهبود زخم

در بازار از هیدروژل برای رساندن فاکتورهای رشد به زخم ها استفاده می شود. با این حال، این روش به آن اندازه موثر نیست زیرا محیط غنی از پروتئاز زخم های مزمن به سرعت فاکتورهای رشد را تخریب و غیرفعال می کند. این بدان معنی است که فاکتورهای رشد باید در دوزهای بالا به طور مکرر تحویل داده شوند که می تواند پرهزینه و زمان بر باشد.

در اولین رویکرد ایجاد شده توسط تیم تحقیقاتی NUS، آنها به جای تحویل مستقیم فاکتورهای رشد، ابتدا تولید فاکتورهای رشد را در داخل زخم افزایش دادند.

آنها با توسعه میکروسوزن‌های سوکرالفیت (SUC-MN) برای تحویل پروتئین تعدیل‌ کننده ایمنی مهم، اینترلوکین-4(IL-4)، بمنظور تحریک تولید فاکتورهای رشد در بافت‌های دیابتی، به این امر دست یافتند. اینترلوکین-4، به تنظیم پاسخ ایمنی و ترویج بازسازی بافت کمک می کند، در حالی که سوکرالفیت، دارویی که معمولا برای درمان زخم های دستگاه گوارش استفاده می شود، از عوامل رشد در برابر تخریب محافظت می کند.

میکروسوزن‌ ها در زخم حل می ‌شوند واینترلوکین -4 و سوکرالفیت را مستقیماً به زخم منتقل می ‌کنند. این سیستم تحویل موضعی، عوارض جانبی سیستمیک را به حداقل می‌ رساند و همچنین از آسیب ثانویه به بافت ‌های ظریف و تازه تشکیل ‌شده که در حال حاضر توسط پانسمان چسبی سنتی که بطور بالینی استفاده می شوند، ایجاد می‌ گردند، جلوگیری می ‌کند. محققان دریافتند که SUC-MN فرآیند بهبود زخم را دو برابر سریع ‌تر از درمان‌های سنتی تسریع می‌ کند.

اولین میکروسوزن تخلیه کننده برای حذف ترکیبات پیش التهابی

اگرچه اکثر فناوری‌ های میکرونیدل از این بستر برای تحویل دارو استفاده می ‌کنند، تیم NUS استفاده جدید از میکروسوزن ‌ها را برای تخلیه ی پروتئین‌ های التهابی نامطلوب و سلول‌های ایمنی در رویکرد دوم بررسی کرد. برای انجام این کار، تیم NUS نیاز به یافتن یک ماده پوششی مناسب داشت که بتواند به عنوان یک اسفنج برای جذب ترکیبات پیش التهابی، معروف به کموکاین ها، که مولکول های "پیام رسان" هستند که سلول های ایمنی پیش التهابی به نام مونوسیت ها را در بافت های زخم جذب و به دام می اندازد، عمل کند.

تیم تحقیقاتی مواد مختلف را غربالگری کرد و در نهایت از میکروسوزن های متخلخل با پوشش هپارین(HPMN)  برای رسیدگی به موضوع التهاب مداوم در زخم های پوستی استفاده کرد. بر اساس مطالعات قبلی، هپارین به راحتی به کموکاین ها متصل می شود. این تیم نشان داد که HPMN می تواند به طور موثر کموکاین ها و مونوسیت ها را از محل زخم تخلیه کند، که منجر به کاهش 50 درصدی التهاب بافت و همچنین کاهش 90 درصدی اندازه زخم تا روز چهاردهم درمان گردید.

این یافته های اولیه، پتانسیل HPMN را به عنوان یک استراتژی امیدوارکننده برای درمان اختلالات التهابی پوست برجسته می کند. توانایی HPMN برای حذف کموکاین ها و سلول های التهابی در عمق بافت پوست، مزیت منحصر به فردی را نسبت به درمان های موجود که فقط التهاب سطحی را هدف قرار می دهند، ارائه می دهد. HPMN را می توان برای مراقبت شخصی از زخم و درمان مناسب انواع بیماری های التهابی پوستی مانند پسوریازیستوسعه داد.

اقدامات بعدی

توسعه SUC-MN و HPMN نشان دهنده یک گام به جلو در زمینه ی بهبود زخم و مدیریت بیماری های پوستی است. این تیم قصد دارد مطالعات بیشتری را برای کشف پتانسیل این فناوری و ارائه آن به بازار انجام دهد.

به‌ ویژه برای میکروسوزن‌ های تخلیه کننده، این تیم قصد دارد با استفاده از فناوری‌ های پیشرفته مانند چاپ سه ‌بعدی، میکرونیدل‌ هایی با اندازه‌ های منافذ قابل کنترل ‌تر بسازد و خواص ضد باکتریایی را در میکروسوزن‌ ها ادغام ‌کند، زیرا زخم ‌هایی که ترمیم نمی شوند، اغلب با عفونت همراه هستند. آنها همچنین در حال طراحی پچ های انعطاف پذیر حاوی میکروسوزن هستند تا اطمینان حاصل کنند که به خوبی با اشکال مختلف بافت مطابقت می یابد.

پروفسور تای گفت: "ما در مورد تاثیر بالقوه تحقیقات خود هیجان زده هستیم و مشتاقانه منتظر پیشرفت این فناوری به سمت ترجمه ی بالینی هستیم. دو رویکرد توسعه یافته توسط تیم ما تسکین بسیار مورد نیاز را برای بیماران مبتلا به زخم های دیابتی و همچنین بسیاری از بیمارانی که از بیماری های پوستی مانند درماتیت آتوپیک یا پسوریازیس رنج می برند، ارائه می دهد."

منبع:

https://medicalxpress.com/news/2025-03-sponge-microneedle-patches-diabetic-wound.html