科學家開發電刺激新方法,讓傷口癒合速度快上三倍

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傷口癒合需要時間,然而對於老年人及因慢性病、免疫疾病導致傷口癒合較慢的患者來說,拉長的時間可能導致感染及其他嚴重問題。《Lab on a Chip》新研究中,瑞典查爾姆斯理工大學(Chalmers University of Technology)及德國弗萊堡大學(University of Freiburg)研究人員開發出一種使用電刺激來加速癒合的方法,在人造皮膚的傷口測試中成功讓癒合速度提高三倍,隨著項目最近再度獲得資金挹注,未來將有望推向市場造福患者。

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向細胞學習:用電刺激加速傷口癒合

傷口癒合過程需要許多種類的細胞參與,以皮膚受傷來說,人體會自然形成微小的電場(electric field,EF)來募集並指引相關細胞參與修復過程,然而這種內源性電流可能會受到個體區別及多種疾病影響,也因此長久以來都存在一個假設:既然大多數皮膚細胞都表現出趨電性,能在人體產生的電場中定向遷移,對受損皮膚施加電刺激是不是也有幫助傷口癒合的效果?

為了探索這項假設的可行性,研究團隊設計了一種微流體生物晶片,在上方培養皮膚細胞然後製造微小傷口來模擬典型的划傷情況,接著再以約 200 mV/mm 、對細胞沒有負面影響的電場強度對人造皮膚的傷口進行刺激。結果顯示,與未刺激下的傷口癒合情況相比,接受電場刺激的傷口癒合速度幾乎要快上 3 倍。

團隊後續也在糖尿病模型上測試了傷口癒合情況,在未接受刺激之前,糖尿病模型的傷口癒合如預期般進行的非常緩慢,但透過電流刺激,癒合速度同樣也能獲得加速,使受糖尿病影響的細胞在處理癒合上幾乎能與健康皮膚細胞相同。

傷口個人化治療的未來

儘管較少受到關注,但慢性傷口是巨大的社會問題,這項研究結果加強了透過電場引導來加速傷口癒合的觀點,特別是應對與糖尿病導致的傷口癒合能力受損問題,然而要確定電刺激在真實傷口環境下的劑量和電場方向性上的正確應用方式,還需要進行更多的基礎研究。

為了更接近真實傷口的狀況,團隊目前也正在探索不同皮膚細胞在刺激過程中的相互作用,研究人員相信,這將是未來能有效傷口癒合緩慢的族群更快康復的關鍵。隨著再次獲得資助,研究團隊也正持續拓展研究,希望最終能達成針對每個傷口來調整電刺激的個人化治療目標。

延伸閱讀:受傷了,黏起來就好!「細胞膠水」有助於傷口癒合與組織再生

參考資料:
1. https://doi.org/10.1039/D2LC01045C
2. https://www.chalmers.se/en/current/news/mc2-how-electricity-can-heal-wounds-three-times-as-fast/

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