Elektrické obvazy, které k hojení využívají elektrické pole, by mohly předcházet amputacím a úmrtím.
Vědci vynalezli obvaz na chronické rány, který využívá elektrickou stimulaci. Podle studie na zvířatech zveřejněné v časopise Science Advances obvaz usnadňuje hojení rychleji než běžné obvazy.
„Naším cílem zde bylo vyvinout mnohem levnější technologii, která urychlí hojení u pacientů s chronickými ranami,“ uvedl spoluautor studie Amay Bandodkar, odborný asistent elektrotechniky a počítačového inženýrství na North Carolina State University.
„Chtěli jsme se také ujistit, že tato technologie je dostatečně jednoduchá, aby ji lidé mohli používat doma, a ne něco, co mohou pacienti dostat pouze v klinických zařízeních.“
Chronické rány jsou poranění tkání, která se nehojí běžným způsobem nebo včas a po třech měsících neobnovují funkci a anatomii.
Při pokusech na zvířatech vědci zjistili, že se myši ošetřené těmito novými obvazy hojily o 30 % rychleji než myši ošetřené běžnými obvazy.
Obvazy jsou na jedno použití a aktivují se vodou. Na straně, která je v kontaktu s ránou, mají elektrody a na vnější straně baterii.
Baterie vytváří elektrické pole trvající několik hodin, které urychluje hojení.
„Zjistili jsme, že elektrická stimulace ze zařízení urychluje rychlost uzavírání rány, podporuje tvorbu nových cév a snižuje zánět, což vše ukazuje na celkové zlepšení hojení rány,“ uvedla Maggie Jakusová, spoluautorka a postgraduální studentka na Kolumbijské univerzitě.
„Chronické rány postihují ~2 % americké populace a zvyšují riziko amputace a úmrtnosti,“ napsali autoři. „Bohužel léčba těchto ran je často nákladná, složitá a jen průměrně účinná.“
Výzkum prováděl tým 17 vědců z Columbia University, North Carolina State University, University of North Carolina, Harvard Medical School, Georgia Institute of Technology a dalších institucí.
Elektrické obvazy posilují elektrické pole těla
Rajaram Kaveti, spoluautor studie a postdoktorand na Severokarolínské státní univerzitě, řekl pro Epoch Times, že baterie obvazu generuje elektrické pole, které stimuluje elektrické pole těla a podporuje tak hojení.
Bandáž generuje napětí kolem 1,5 V a vytváří elektrické pole „směřující do centra rány, které odpovídá endogennímu (tělesnému) elektrickému poli,“ upřesnil Kaveti. „Síla a rozložení elektrického pole jsou ovlivňovány výstupním napětím baterie.“
Akutní poranění narušují ochranu kůže, našeho největšího orgánu, který chrání vnitřní orgány před poškozením, dodal Kaveti.
„Zatímco většina [zranění] se zahojí přibližně do dvou týdnů, některá se stanou chronickými v důsledku působení systémových nebo místních faktorů, což hojení zpožďuje.“
Kaveti dále upřesňuje, že elektrické pole obvazu „urychluje migraci lidských keratinocytů“, kožních buněk, které jsou zodpovědné za obnovu pokožky po poranění. Epidermální kožní buňky tvoří asi 90 % vnější vrstvy kůže.
Elektrický náboj z obvazu také upravuje chování buněk, včetně toho, jak se buňky spojují a dělí. Obě činnosti jsou nezbytné pro uzavření rány, řekl Kaveti.
3D obvazy pro každou ránu
Elektrody obvazu jsou flexibilní, což jim umožňuje přilnout ke každému tvaru a hloubce chronické rány.
Pro Kavetiho byl nejzajímavějším prvkem projektu vývoj struktury obvazu, který byl inspirován kirigami, trojrozměrnou formou origami, japonským uměním skládání papíru.
„Tato pokročilá verze obvazu na rány je schopna konformně přiléhat na trojrozměrné tvarované povrchy měkkých tkání a přizpůsobovat se velkým deformacím mimo rovinu a nabízí jedinečné řešení pro komplexní, hluboké a nepravidelně tvarované trojrozměrné rány,“ řekl.
Podle něj se obvaz osvědčil při testech, kdy poskytoval stimulaci po dobu několika hodin v extrémních podmínkách, včetně teplot mezi minus 39,2 °C a 45 °C, relativní vlhkosti až 90 % a tlaku až 29,5 kg na 6,9 čtverečních metrů.
Méně nákladná léčba
Kaveti uvádí, že hojení chronických ran je významným medicínským problémem, protože se zvyšuje počet případů cukrovky, rakoviny a obezity. Tyto stavy mají ve Spojených státech cenu přibližně 28 miliard dolarů ročně (zhruba 631 232 miliard CZK).
„Vzhledem k rostoucím nákladům je účinné hojení ran zásadní,“ řekl. „Pokroky se nyní zaměřují na komplexní terapie mikroprostředí, které přesahují základní léčbu a umožňují rychlé obnovení normální funkce tkání.“
Autoři studie konstatují, že tento jedinečný obvaz bez elektroniky vede k „míře uzavření rány srovnatelné s drahými biologickými nebo elektronickými přístupy za zlomek nákladů“.
Podle studie, pokud se podaří obvazy úspěšně vyrobit, budou stát přibližně 1 dolar.
Výzkumníci uvedli, že účinnost jiných výrobků pro léčbu komplexních chronických ran je omezená. Některé výrobky zcela zacelí ránu jen asi v polovině případů.
Dr. Aristidis Veves, profesor chirurgie v harvardské fakultní nemocnici a spoluautor studie, uvedl, že je naléhavě zapotřebí nových terapeutických metod hojení chronických ran, protože problémy, jako jsou například ulcerace diabetické nohy, mohou vést k amputaci chodidel a nohou.
„Můj tým má velké štěstí, že se může podílet na tomto projektu, který zkoumá nové inovativní a účinné techniky, jež mají potenciál revolučně změnit léčbu diabetických ran na nohou,“ uvedl Veves, který pracoval na několika výzkumných projektech týkajících se hojení chronických ran.
Bandodkar a Kaveti jsou uvedeni jako spoluvynálezci obvazu poháněného vodou a 30. listopadu 2023 podali patentovou přihlášku týkající se jejich práce.
–ete–
