研究发现电刺激可使糖尿病伤口的愈合速度提高三倍

在糖尿病患者中，伤口往往进展迅速，愈合缓慢。研究人员已经开发出一种方法，利用电力使糖尿病患者的伤口愈合速度提高三倍，并为治疗那些导致伤口愈合减少的疾病提供了巨大的潜力。

糖尿病患者因脚部伤口和溃疡而截肢的可能性要高出15倍。因此，重要的是要注意即使是小的割伤、擦伤和抓伤，也有可能发展成较大的伤口。

当糖尿病控制得不好时，血糖水平比正常要高。因此，营养物质和氧气无法为细胞提供能量，免疫系统不能有效地发挥作用，而且体内普遍存在着炎症。这些事情减缓了伤口愈合过程，增加了感染的风险。老年人、血液循环不良的人和脊柱受伤的人的伤口修复速度也会变慢。

来自瑞典查尔姆斯理工大学和德国弗莱堡大学的研究人员已经开发出一种方法，用电来加速慢性伤口的愈合，尤其是糖尿病患者。

该研究的通讯作者Maria Asplund说："慢性伤口是一个巨大的社会问题，我们并没有听到很多。我们发现了一种可能使伤口愈合速度提高三倍的方法，这对糖尿病患者和老年人来说是一个改变游戏规则的因素，他们经常因伤口无法愈合而深受其害。"

用电来刺激愈合并不是一件新鲜事。近年来，我们已经看到了智能绷带和绷带的发展，这些绷带在溶解前会对伤口进行电击。

使用电力促进愈合的基本原理是，皮肤细胞具有电接触性，这意味着如果将电场放在一个充满皮肤细胞的培养皿中，细胞将向其迁移。在目前的研究中，研究人员调查了利用这一原理，用电引导细胞更快地愈合伤口，特别是在糖尿病患者身上。

他们专注于角质细胞--在皮肤中发现的最主要的细胞类型--在皮肤修复中发挥着重要作用。当它们进行皮肤修复时，角质细胞作为一个集体迁移。

研究人员通过结合激光诱导石墨烯(LIG)和集成水凝胶创建了一种能够维持数小时直流电刺激的微流体平台。LIG是通过将聚合物转化为多孔的三维形式的石墨烯制成的。使用一个微小的、工程化的"芯片上的伤口"，他们评估了电刺激的伤口愈合，首先是健康细胞，然后是模仿糖尿病角质细胞的细胞。

Asplund说："我们能够表明，关于电刺激的旧假设可以被起诉，使伤口的愈合速度明显加快。为了研究这对伤口的确切作用，我们开发了一种生物芯片，在上面培养皮肤细胞，然后在上面制造微小伤口。然后我们用电场刺激一个伤口。"

使用大约200 mV/mm的低电场，他们发现直流电刺激在所有情况下都能使伤口更快地闭合，并且不会对细胞产生负面影响。当电流只作用于伤口的一侧而不是两侧时，伤口愈合的效果也更强。单向刺激导致伤口在10小时内完全闭合，而未受刺激的伤口当时只关闭了约36%。这相当于伤口闭合率增加了近三倍。

当研究人员对"糖尿病细胞"施加电流时，他们发现在单向刺激12小时后，细胞约有34%闭合，而未受刺激的对照组约有12%。该结果与在健康细胞中看到的结果相当，导致研究人员得出结论，电细胞引导导致更快的伤口闭合，包括在糖尿病患者身上。

"我们已经研究了糖尿病的伤口模型，并调查了我们的方法是否能在这些情况下有效，"Asplund说。"我们看到，当我们在细胞中模拟糖尿病时，芯片上的伤口愈合得非常慢。然而，通过电刺激，我们可以提高愈合的速度，使受糖尿病影响的细胞几乎对应于健康的皮肤细胞。"

重要的是，研究人员在没有使用盐桥的情况下取得了这些结果，盐桥是含有一种电解质的管子，在两种溶液之间提供电接触。他们说，这应该能使该技术更容易转化为3D模型。

他们计划继续研究，以开发适合个人使用的可销售的伤口愈合产品。

Asplund说："我们现在正在研究不同的皮肤细胞在刺激过程中如何相互作用，以便向现实的伤口迈进一步。我们希望开发一个概念，能够'扫描'伤口，并根据个人伤口调整刺激。我们相信，这是未来有效帮助有缓慢愈合伤口的个人的关键"。