Circa un quarto degli individui colpiti da diabete sviluppa ulcere del piede dolorose, ferite diabetiche che sono lente a guarire sia a causa del basso contenuto di ossigeno nella ferita sia a causa di vasi sanguigni alterati e aumento dell’infiammazione. Queste ferite possono cronicizzarsi, portando a una scarsa qualità della vita e alla potenziale amputazione degli arti inferiori.
Jianjun Guan, professore di ingegneria meccanica e scienza dei materiali presso la McKelvey School of Engineering della Washington University di St. Louis, ha sviluppato un idrogel che fornisce ossigeno alkmke ferite diabetiche, riduce l’infiammazione e aiuta a rimodellare i tessuti e accelera la guarigione. Ya Guan, ricercatore, e Hong Niu, ricercatore associato post-dottorato, entrambi nel laboratorio di Guan, sono co-primi autori.
I risultati del lavoro sono pubblicati sulla rivista scientifica Science Advances.
Ferite diabetiche: ecco come funziona l’idrogel
L’idrogel di Guan fornisce ossigeno alla ferita utilizzando microsfere che rilasciano gradualmente ossigeno per interagire con le cellule attraverso un enzima sulla loro superficie che converte quello che è all’interno della microsfera in ossigeno. L’ossigeno viene erogato alla ferita per circa due settimane e l’infiammazione e il gonfiore diminuiscono, favorendo la guarigione.
“L’ossigeno ha due ruoli: uno, per migliorare la sopravvivenza delle cellule della pelle in condizioni di basso livello di ossigeno della ferita diabetica; e due, l’ossigeno può stimolare le cellule della pelle a produrre fattori di crescita necessari per la riparazione della ferita”, ha spiegato Guan.
I tessuti del corpo richiedono ossigeno per sopravvivere e ne hanno bisogno ancora di più quando i tessuti vengono danneggiati. Sebbene esistano diversi trattamenti esistenti per le ferite croniche nelle persone con diabete, il trattamento più comune consiste in decine di sessioni in una camera iperbarica a ossigeno, ma la sua efficacia è incoerente e include il rischio di tossicità dell’ossigeno.
Nei topi, le ferite trattate con l’idrogel contenente le microsfere a rilascio di ossigeno hanno avuto un tasso di chiusura maggiore rispetto alle ferite trattate con il solo gel o rispetto a quelle senza trattamento. Al giorno 16, le ferite trattate con l’idrogel si erano ridotte al 10,7%. Quelli trattati con il solo gel sono stati ridotti al 30,4% e quelli senza trattamento si sono ridotti al 52,2%.
Inoltre, le ferite diabetiche trattate con l’idrogel contenente le microsfere che rilasciano ossigeno avevano l’epidermide più spessa il giorno 8, ma la più sottile entro il giorno 16, indicando che la ferita stava guarendo e l’infiammazione era ridotta.
Negli ultimi 14 anni, Guan ha sviluppato questo tipo di gel, che ha quasi 70 diverse funzioni e strutture chimiche.
“Il gel è un liquido che prima viene inserito nel tessuto sottocutaneo, quindi è facile da mescolare nelle microsfere“, ha specificato l’esperto. “Una volta che mettiamo la miscela del gel e delle microsfere nelle ferite diabetiche, diventa un solido perché è sensibile alla temperatura: a temperature più basse è un liquido e a temperatura corporea è un solido”.
Un rischio di fornire ossigeno alle ferite diabetiche è fornirne troppo, il che crea specie reattice all’ossigeno (ROS), che possono danneggiare o uccidere le cellule a livelli elevati. L’idrogel di Guan è in grado di eliminare il contenuto di ROS e distruggerlo, eliminando ogni rischio.
Successivamente, il team di Guan prevede di utilizzare l’idrogel in un modello animale di grandi dimensioni con l’aspettativa di futuri studi clinici sull’uomo.
“Questo rappresenta un nuovo approccio terapeutico per accelerare la guarigione delle ferite diabetiche croniche senza farmaci”, ha concluso Guan. “Ha anche il potenziale per trattare altre malattie in cui l’ossigeno è basso, come la malattia delle arterie periferiche e la malattia coronarica“.I
In Italia l’assistenza nella cura del piede diabetico e delle ferire diabetiche è tra le migliori al mondo e di conseguenza, il numero delle amputazioni è il più vasto rispetto a quello degli altri Stati nel mondo. Subito dopo l’Italia ci sono la Corea e il Lussemburgo. Secondo l’Ocse (Organization for Economic Cooperation and Development), le amputazioni degli arti inferiori sono in netta diminuzione in tutto il mondo. Secondo l’Ocse : “è stata registrata una riduzione del 30,6% nel numero delle amputazioni maggiori. 11 Paesi hanno fornito dati anche sul numero delle amputazioni minori e anche in questo caso, nel periodo temporale di osservazione è stata registrata una riduzione del 30% circa (29,8%)”.
