À medida que a população envelhece, a diabetes torna-se mais comum, com feridas crónicas a afectar mais pessoas do que nunca. Essas lesões de cura lenta aumentam significativamente o risco de infecção, danos aos tecidos e amputação. Pesquisadores da UC Riverside desenvolveram um novo gel de fornecimento de oxigênio projetado para ajudar a curar feridas antes que progridam para danos aos órgãos.
Uma ferida que permanece aberta por mais de um mês é classificada como crônica. Em todo o mundo, aproximadamente 12 milhões de pessoas sofrem feridas crónicas todos os anos, incluindo aproximadamente 4,5 milhões nos Estados Unidos. Cerca de um em cada cinco destes pacientes acabará por ser amputado.
Privação de oxigênio e cicatrização retardada
A equipe de pesquisa se concentrou no que considera ser a causa central das feridas crônicas, a falta de oxigênio nas profundezas do tecido danificado. Quando os níveis de oxigênio estão muito baixos, as feridas ficam presas em uma fase inflamatória crônica. Este ambiente promove o crescimento bacteriano e a degradação dos tecidos, em vez da reparação.
“As feridas crônicas não cicatrizam por si mesmas”, disse Iman Noshadi, professor associado de bioengenharia da UCR que liderou a equipe de pesquisa.
“Existem quatro fases na cicatrização crónica de feridas: inflamação, vascularização onde o tecido começa a formar vasos sanguíneos, remodelação e regeneração ou cura. Em qualquer uma destas fases, a falta de um fornecimento estável e consistente de oxigénio é um grande problema”, disse ele.
Quando o oxigênio da corrente sanguínea ou do ar circundante não consegue atingir as camadas mais profundas do tecido, desenvolve-se uma condição chamada hipóxia. A hipóxia perturba o processo normal de cura do corpo. A equipe descreveu seu método de gel direcionado ao oxigênio A natureza é material de comunicação.
Como funciona o gel gerador de oxigênio
O gel macio e flexível é feito com água e um líquido à base de colina que é antibacteriano, não tóxico e biocompatível. Quando conectado a uma pequena bateria, como um aparelho auditivo, o material atua como um minúsculo dispositivo eletroquímico. Ele divide as moléculas de água e libera oxigênio continuamente ao longo do tempo.
Ao contrário dos tratamentos que apenas fornecem oxigénio à superfície, este gel adapta-se à forma exacta da ferida. Antes de endurecer, preenche pequenas lacunas e áreas irregulares onde os níveis de oxigênio são mais baixos e o risco de infecção é maior.
O fornecimento contínuo de oxigênio é importante. Novos vasos sanguíneos podem levar semanas para se formar, e pequenas explosões de oxigênio não são suficientes para sustentar um reparo duradouro. Este sistema pode manter o fluxo de oxigênio por até um mês, ajudando uma ferida estagnada a retomar um padrão de cicatrização mais normal.
Resultados promissores em ratos diabéticos e idosos
Para testar a tecnologia, os investigadores estudaram ratos diabéticos e idosos porque as suas feridas se assemelham a feridas crónicas em adultos mais velhos. Em animais não tratados, as lesões não fecharam e foram frequentemente fatais. Quando os adesivos produtores de oxigênio foram aplicados e substituídos semanalmente, as feridas cicatrizaram em cerca de 23 dias e os animais sobreviveram.
“Podemos transformar este adesivo em um produto onde o gel pode precisar ser renovado periodicamente”, disse Prince David Okoro, candidato a doutorado em bioengenharia da UCR no laboratório de Noshadi e coautor do artigo.
Equilibrar a inflamação e a resposta imunológica
Os géis podem oferecer mais do que suporte de oxigênio. A colina, um dos seus principais componentes, ajuda a regular o sistema imunológico e a reduzir a inflamação excessiva. As feridas crônicas geralmente apresentam altos níveis de espécies reativas de oxigênio, moléculas instáveis que danificam as células e promovem inflamação. Ao fornecer oxigénio estável e ao mesmo tempo acalmar esta resposta hiperativa, o gel ajuda a restaurar condições saudáveis para a reparação dos tecidos.
“Existem curativos que absorvem líquidos e alguns que liberam agentes antimicrobianos”, disse Okoro. “Mas nenhum deles realmente aborda a hipóxia, que é o problema fundamental. Estamos abordando isso diretamente.”
Além do cuidado de feridas
As aplicações potenciais vão além do tratamento de feridas crônicas. A falta de oxigênio e nutrientes são os principais obstáculos aos esforços para cultivar tecidos e órgãos para transplante, que são os objetivos de longo prazo do laboratório de medicamentos.
“Quando um tecido aumenta de espessura, é mais difícil perfundir esse tecido com o que ele precisa, então as células começam a morrer”, disse Nshadi. “Este projeto pode ser visto como uma ponte para a criação e manutenção de órgãos maiores para pessoas necessitadas”.
Enfrentando um crescente desafio de saúde
Algumas das forças por detrás do aumento das taxas de feridas crónicas não podem ser resolvidas apenas com um dispositivo médico. Além do envelhecimento e do diabetes, os fatores de estilo de vida também desempenham um papel.
“Nosso sistema imunológico está em declínio devido ao nosso estilo de vida sedentário”, disse o bioengenheiro e coautor da UCR, Vaishali Kanjilal. “É difícil chegar à raiz social do nosso problema. Mas esta inovação apresenta uma oportunidade para reduzir as amputações, melhorar a qualidade de vida e dar ao corpo o que necessita para se curar”.
