علماء ألمان وسويديون ابتكروا طريقة لتركيز التحفيز الكهربائي تساعد على التئام الجروح خلال ثلث الفترة المتوقعة
تميل جروح مرضى السكري إلى التدهور سريعًا وتلتئم ببطء، لكن بحسب ما نشره موقع “New Atlas” نقلًا عن دورية “Lab on a Chip”، طور باحثون سويديون وألمان طريقة تستخدم الكهرباء لعلاج جروح السكري ثلاث مرات أسرع وتوفر إمكانات كبيرة لعلاج أولئك الذين يعانون من أمراض تؤدي إلى تقليل التئام الجروح.
وتزيد احتمالية تعرض مرضى السكري لعمليات بتر بمعدلات تصل إلى حوالي 15 ضعفا، بسبب جروح القدم وتقرحاتها، لذلك، فإنه من المهم مراقبة حتى الجروح الصغيرة والجروح والخدوش، التي من المحتمل أن تتدهور إلى جروح أكبر.
وعندما يتم التعامل بإهمال مع مرض السكري، تكون مستويات الغلوكوز في الدم أعلى مما ينبغي، وبالتالي يتم منع العناصر الغذائية والأكسجين من تنشيط الخلايا، ولا يعمل الجهاز المناعي بكفاءة، كما يكون هناك التهاب عام في الجسم.
وتؤدي تلك المضاعفات إلى إبطاء عملية التئام الجروح وزيادة خطر الإصابة بالعدوى، ويمكن أن يكون التئام الجروح أبطأ أيضًا عند كبار السن والأشخاص الذين يعانون من ضعف الدورة الدموية والذين يعانون من إصابات في العمود الفقري.
الكهرباء لتسريع التئام الجروح
وهنا، نجح باحثون من جامعة تشالمرز للتكنولوجيا بالسويد وجامعة فرايبورغ بألمانيا، في تطوير طريقة تستخدم الكهرباء لتسريع التئام الجروح المزمنة، لا سيما لدى مرضى السكري.
وقالت ماريا أسبلوند، باحثة في الدراسة، إن “الجروح المزمنة مشكلة مجتمعية ضخمة”، تحتاج لمزيد من الاهتمام لذلك حرصنا على التوصل إلى اكتشاف “لطريقة قد تشفي الجروح أسرع بثلاث مرات بما يمكن أن يغير قواعد اللعبة بالنسبة لمرضى السكري وكبار السن، من بين آخرين، ممن يعانون غالبًا من جروح لا تلتئم”.
إن المبدأ الكامن وراء استخدام الكهرباء لتعزيز الشفاء هو أن خلايا الجلد تكون كهربية، مما يعني أنه إذا تم وضع مجال كهربائي في طبق بتري مليء بخلايا الجلد، فإن الخلايا ستهاجر نحوه.
وفي الدراسة الحالية، درس الباحثون إمكانية استخدام هذا المبدأ لتوجيه الخلايا كهربائيًا للشفاء بشكل أسرع من الجروح، خاصة في مرضى السكري.
موائع جزيئية
وركز الباحثون على الخلايا الكيراتينية – أكثر أنواع الخلايا انتشارًا في الجلد – والتي تلعب دورًا أساسيًا في التئام الجلد بشكل جماعي، حيث تم إنشاء منصة موائع جزيئية، أي مواد قادرة على الانسياب، يمكنها الحفاظ على التحفيز الكهربائي للتيار المباشر على مدار ساعات من خلال الجمع بين الجرافين المستحث بالليزر LIG وهيدروجيل متكامل.
ويتم تصنيع الجرافين المستحث بالليزر عن طريق تحويل البوليمرات إلى شكل ثلاثي الأبعاد مسامي من الجرافين، وباستخدام “جرح على رقاقة” دقيق هندسيًا، قاموا بتقييم التئام الجروح المحفز كهربائيًا، أولاً على الخلايا السليمة ثم على الخلايا التي تحاكي الخلايا الكيراتينية السكرية.
تطوير فرضية قديمة
وقالت أسبلوند: “تم التمكن من إثبات أن الفرضية القديمة حول التحفيز الكهربائي يمكن رفعها من أجل جعل الجروح تلتئم بشكل أسرع. من أجل دراسة كيفية عمل هذا بالضبط مع الجروح، وتم تطوير نوع من الرقاقة الحيوية التي تم زراعتها على خلايا الجلد، ثم تم إحداث جروح صغيرة فيها، بعدئذ جرى تحفيز جرح واحد بمجال كهربائي”.
ثلث الوقت المستغرق للالتئام
وباستخدام مجال كهربائي منخفض، حوالي 200 مللي فولت / مم، تبين أن تحفيز التيار المستمر أدى إلى إغلاق أسرع للجرح في جميع الحالات ولم يؤثر سلبًا على الخلايا. كان تأثير التئام الجروح أقوى أيضًا عندما تم تطبيق التيار على جانب واحد فقط من الجرح بدلاً من كلا الجانبين. أدى التحفيز أحادي الاتجاه إلى إغلاق الجرح بالكامل في 10 ساعات، مقارنة بالجرح غير المحفز، والذي كان، في ذلك الوقت، مغلقًا بنسبة 36% فقط، بما يعني أنه ثلث معدلات التئام الجرح المحفز كهربائيًا”.
التئام أسرع للجروح
عندما طبق الباحثون تيارًا كهربائيًا على الخلايا “المصابة بداء السكري”، وجدوا أنه بعد 12 ساعة من التحفيز أحادي الاتجاه، كانت الخلايا مغلقة بنسبة 34% تقريبًا مقارنة بحوالي 12% في الضوابط غير المحفزة. كانت النتائج مماثلة لتلك التي شوهدت في الخلايا السليمة، مما دفع الباحثين إلى استنتاج أن توجيه الخلايا الكهربائية يؤدي إلى إغلاق أسرع للجرح، بما في ذلك مرضى السكري.
الجروح الواقعية
وقالت أسبلوند إنه “يتم حاليًا دراسة كيفية تفاعل خلايا الجلد المختلفة أثناء التحفيز، لاتخاذ خطوة أقرب إلى الجرح الواقعي، بهدف تطوير مفهوم يمكن من خلاله إجراء “مسح” حول أنواع الجروح وتكييف التحفيز بناءً على نوع كل جرح على حدة”.
الكلمات الدلالية:
