Hydrogel "thông minh" cho vết thương do tiểu đường: sát trùng, chống viêm và hỗ trợ điều trị đường

Vết thương do tiểu đường, đặc biệt là loét bàn chân, thường lành chậm: nhiễm trùng (MRSA và các loại khác), dư thừa các gốc oxy phản ứng (ROS), tình trạng viêm kéo dài, mạch máu kém phát triển và lượng đường cao mãn tính ngăn cản da phục hồi. Không có giải pháp “một nút bấm” đơn giản nào cả — cần một hệ thống giải quyết nhiều vấn đề cùng lúc. Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Bỏng và Chấn thương.

Bạn đã nghĩ ra được điều gì?

Các nhà nghiên cứu đã tạo ra hydrogel DPFI, về cơ bản là một "băng thông minh" có thể tiêm bằng ống tiêm. Bên trong là flavonoid dihydromyricetin (DMY) tự nhiên, được đóng gói trong các micelle polymer PF127-CHO, và bản thân gel được liên kết chéo với polymer PEI. Thành phần này mang lại ba đặc tính chính:

• Tác dụng kháng khuẩn ngay từ những phút đầu tiên (do PEI).
• Nuôi dưỡng mô lâu dài bằng DMY: trung hòa ROS, chuyển đại thực bào từ trạng thái viêm M1 sang trạng thái “sửa chữa” M2, giảm mức độ cytokine gây viêm và hỗ trợ sự phát triển và biểu mô hóa mạch máu.
• Lợi ích cho quá trình chuyển hóa glucose: DMY được biết đến là một hợp chất giúp kiểm soát tình trạng tăng đường huyết - trong mô hình, nó cải thiện "nền đường" của quá trình chữa bệnh.

Trên thực tế, điều này diễn ra như thế nào?

Gel:

• Dính vào vải ẩm, tự phục hồi sau khi biến dạng, đi qua kim (hóa lỏng cắt) và từ từ giải phóng DMY.
• Trong các thử nghiệm trên tế bào, nó ức chế sự phát triển của MRSA và E. coli, làm giảm mạnh ROS, “dập tắt” tình trạng viêm (giảm IL-6/IL-1β/TNF-α, tăng IL-10/IL-4), đẩy nhanh quá trình di chuyển của nguyên bào sợi và hình thành “ống” bởi nội mô (các thành phần cơ bản của mạch máu).
• Trong các thí nghiệm trên chuột mắc bệnh tiểu đường có vết thương bị nhiễm MRSA, công thức này giúp vết thương mau lành: đến ngày thứ 15, một trong những công thức này giúp vết thương lành lại khoảng 97% (so với khoảng 65% khi không điều trị), tăng cường hình thành collagen và phát triển mạch máu nhỏ, đồng thời giảm lượng đường trong máu trong quá trình lành vết thương.

Loại băng này khác với loại băng thông thường như thế nào?

Hydrogel thông thường về cơ bản là một môi trường ẩm và một lớp màng chắn. Đây là một nền tảng có thể lập trình: đầu tiên là tác động vào vi khuẩn, sau đó là chất chống oxy hóa và kháng viêm, và cuối cùng là hỗ trợ sự phát triển của mạch máu và biểu mô. Thêm vào đó, tác động lên đường huyết, một yếu tố quan trọng đặc biệt đối với vết thương do tiểu đường.

Những cạm bẫy ở đâu?

Mọi thứ đều được thể hiện trong ống nghiệm và trên chuột. Trước khi đến phòng khám, bạn cần:

• xác nhận tính an toàn (PEI có những hạn chế về độc tính - liều lượng và dạng bào chế rất quan trọng),
• để kiểm tra tính khả dụng sinh học và độ ổn định của DMY trong băng gạc thực tế,
• tiến hành thử nghiệm trên động vật lớn và sau đó nghiên cứu lâm sàng về loét bàn chân.

Bình luận của tác giả

• Về tính mới của nền tảng.
  “Theo hiểu biết của chúng tôi, DPFI là hydrogel đầu tiên kết hợp DMY + PEI + PF127-CHO một cách có chủ đích thành một khung đa chức năng với khả năng hoạt động có thể lập trình.”

• Tại sao lại là “khả năng lập trình”?
  Các tác giả nhấn mạnh chuỗi tác dụng: ức chế vi khuẩn nhanh chóng (PEI) → thanh thải ROS và giảm viêm (DMY, chuyển đổi M1→M2) → kích thích quá trình hình thành mạch/biểu mô hóa đồng thời điều hòa đường huyết.
  “DPFI cung cấp một liệu pháp tuần tự nhắm vào các hạch chính trong quá trình lành vết thương do tiểu đường.”

• Đã xác nhận tác dụng đa mục tiêu.
  “Các thử nghiệm toàn diện trong ống nghiệm và trên cơ thể sống đã chứng minh đặc tính kháng khuẩn, chống oxy hóa và chống viêm của DPFI, cũng như hỗ trợ tăng sinh tế bào, mạch máu hóa và điều hòa glucose.”

• Về tiềm năng lâm sàng:
  “DPFI là một chiến lược tích hợp đầy hứa hẹn để cải thiện việc quản lý vết thương mãn tính do bệnh tiểu đường và xứng đáng được nghiên cứu sâu hơn để ứng dụng lâm sàng.”

• Về “liều lượng như một công cụ”.
  Theo các tác giả, hàm lượng DMY cao hơn sẽ ức chế tình trạng viêm và tải lượng vi khuẩn mạnh hơn, trong khi hàm lượng thấp hơn hỗ trợ quá trình hình thành mạch máu tốt hơn. Cần tối ưu hóa tải lượng cho giai đoạn chữa lành.

• Về tính an toàn.
  Các tác giả lưu ý khả năng tương thích sinh học tốt (tán huyết <5% theo ISO), không có độc tính đáng chú ý trong các cơ quan động vật và đặc tính kết dính và tự phục hồi của gel, rất tiện lợi cho việc băng bó.

• Hạn chế và bước tiếp theo:
  “Kết quả hiện có trên tế bào và chuột; cần có các nghiên cứu trên động vật lớn, nghiên cứu dược động học/độ ổn định, tinh chỉnh công thức (bao gồm độc tính tiềm ẩn của PEI), và sau đó là các thử nghiệm lâm sàng sớm (ví dụ như trên vết loét bàn chân).

Bản tóm tắt

DPFI là một loại băng "đa năng" đầy hứa hẹn cho các vết thương phức tạp do tiểu đường: nó đồng thời kháng khuẩn, giảm stress oxy hóa và viêm, hỗ trợ tăng trưởng mạch máu và giúp kiểm soát lượng đường trong máu. Mặc dù còn lâu mới có thể trở thành bộ dụng cụ sơ cứu, nhưng khái niệm này có vẻ hợp lý đối với một vấn đề mà chỉ một biện pháp hầu như không bao giờ là đủ.