Dla milionów osób chorujących na cukrzycę przewlekłe rany to znacznie więcej niż problem kosmetyczny. To jedno z najgroźniejszych i najbardziej uporczywych powikłań, które w wielu przypadkach kończy się amputacją kończyny. Szacuje się, że aż 15 proc. diabetyków na świecie w pewnym momencie życia doświadczy zespołu stopy cukrzycowej – stanu, w którym trudno gojące się owrzodzenia prowadzą do nieodwracalnych uszkodzeń tkanek.
Czytaj też: Cukrzyca pokonana! Nie potrzeba zastrzyków z insuliną i żadnych leków
Trudność leczenia tego typu ran polega na ich charakterystycznej odporności na gojenie. Przewlekły stan zapalny, towarzyszący im enzymatyczny rozkład białek niezbędnych do regeneracji (takich jak czynniki wzrostu), oraz infekcje bakteryjne sprawiają, że nawet najlepsze opatrunki działają z ograniczoną skutecznością. Współczesna medycyna, choć dysponuje zaawansowanymi technologiami, wciąż szuka rozwiązania, które będzie zarówno skuteczne, jak i bezpieczne w długofalowej terapii. Tu wkraczają mikroigły.
Mikroigły to nowa nadzieja dla diabetyków
Pomysł ich zastosowania do leczenia ran nie narodził się w laboratorium, lecz… w drogerii. Prof. Andy Tay z Narodowego Uniwersytetu Singapuru po raz pierwszy zetknął się z koncepcją mikronakłuć, kiedy próbował leczyć własne problemy skórne za pomocą komercyjnego plastra z popularnej drogerii. Efekt? Wypryski zniknęły – a Tay nie mógł przestać się zastanawiać, czy tę samą technologię można by zastosować do znacznie poważniejszych schorzeń.
Czytaj też: Legendarna piosenka Queen i cukrzyca. Właśnie je ze sobą powiązano
Mikronakłucia to mikroskopijne igły, niemal niewidoczne gołym okiem, które mogą penetrować wierzchnią warstwę skóry, nie powodując bólu. Do tej pory wykorzystywane były przede wszystkim w kosmetologii i do podawania szczepionek. Jednak Tay i jego zespół postanowili sprawdzić, czy te maleńkie struktury mogą stać się bronią w walce z przewlekłymi ranami cukrzycowymi. Jak się okazało – mogą – i to podwójnie.
W dwóch przełomowych badaniach opublikowanych w czasopismach Biomaterials oraz Advanced Functional Materials naukowcy z Narodowego Uniwersytetu Singapuru przedstawili nowatorską strategię walki z przewlekłymi ranami, opierającą się na dwóch typach mikronakłuć.
Pierwszy z nich to struktura złożona z biodegradowalnych mikroigieł osadzonych w polimerze przypominającym gąbkę. Wewnątrz każdej z nich znajduje się lek – sukralfat (SUC-MN), który chroni czynniki wzrostu przed degradacją enzymatyczną oraz interleukina-4 (IL-4), stymulująca regenerację tkanek. Mikronakłucia po wbiciu się w ranę powoli się rozpuszczają, uwalniając substancje aktywne bezpośrednio tam, gdzie są najbardziej potrzebne.
Rezultat? Proces gojenia przyspiesza dwukrotnie w porównaniu z konwencjonalnymi terapiami. Co więcej, mikroigły okazały się bezpieczniejsze – nie uszkadzają nowej tkanki, jak może się to zdarzyć w przypadku klasycznych opatrunków przylepnych, a także redukują skutki uboczne leków, które w tradycyjnej terapii są podawane ogólnoustrojowo.
Drugi typ mikronakłuć działa w odwrotnym kierunku – zamiast dostarczać leki, usuwa z rany substancje wywołujące stan zapalny. Porowate igiełki pokryte zostały heparyną, znanym lekiem przeciwzakrzepowym, który jednocześnie potrafi wiązać cząsteczki chemokin. W badaniach na modelach zwierzęcych ta metoda zmniejszyła stan zapalny o 50 proc. i przyspieszyła gojenie, redukując powierzchnię rany do 1/10 jej pierwotnego rozmiaru w ciągu zaledwie dwóch tygodni.
Obie technologie są nadal na etapie przedklinicznym, ale zespół z Singapuru już planuje dalsze kroki. Naukowcy chcą wykorzystać druk 3D do tworzenia mikronakłuć o zróżnicowanej porowatości – co pozwoli dostosować terapię do różnych typów ran i etapów ich rozwoju. Kolejnym celem jest wzbogacenie powierzchni igieł o właściwości antybakteryjne, by zapobiegać infekcjom, które są główną przyczyną niepowodzeń w leczeniu ran cukrzycowych.
Badacze pracują też nad mikronakłuciami, które można dopasować do różnych kształtów i rozmiarów ran, co jest kluczowe w przypadku trudno dostępnych lub nieregularnych owrzodzeń. Pomysł ten nawiązuje do wcześniejszych badań prowadzonych m.in. na Uniwersytecie Purdue, gdzie już w 2021 roku testowano podobne plastry do leczenia ran przewlekłych.
Co istotne, mikronakłucia mogą znaleźć zastosowanie nie tylko u pacjentów z cukrzycą. Zespół Andy’ego Taya dostrzega ich potencjał również w leczeniu innych chorób skóry o podłożu zapalnym, takich jak łuszczyca czy przewlekłe zapalenie skóry. Dzięki temu technologia może okazać się uniwersalnym narzędziem terapeutycznym w dermatologii przyszłości.
Mikronakłucia wydają się być czymś, co jeszcze niedawno mogło uchodzić za science fiction: miniaturowe urządzenia zdolne jednocześnie leczyć, oczyszczać i dostarczać leki dokładnie tam, gdzie są potrzebne, bez bólu i bez uszkadzania zdrowej tkanki. W świecie, gdzie liczba pacjentów z cukrzycą rośnie w zastraszającym tempie, każda technologia zdolna do poprawy jakości ich życia jest na wagę złota.