新型氧气凝胶有望避免糖尿病患者截肢

超过一个月未愈合的伤口被归类为慢性伤口。全球每年约有1200万人受到慢性伤口困扰，其中美国约450万人，这些患者中约五分之一最终可能面临截肢。

### 缺氧与愈合延迟
研究团队认为，受损组织深层的氧气短缺是慢性伤口的核心成因。当氧气水平过低时，伤口会陷入长期炎症阶段，这种环境会促进细菌生长和组织分解，而非修复。“慢性伤口无法自行愈合，”领导该研究团队的加州大学河滨分校生物工程副教授Iman Noshadi表示，“慢性伤口愈合分为四个阶段：炎症期、血管生成期（组织开始生成血管）、重塑期以及再生或愈合期。在任何阶段，稳定持续的氧气供应不足都是大问题。”当血液或周围空气中的氧气无法到达深层组织时，会出现缺氧状况，这会扰乱人体正常愈合过程。该团队在《自然通讯·材料》期刊上描述了他们的氧气靶向凝胶方法。

### 氧气生成凝胶的工作原理
这种柔软有弹性的凝胶由水和一种基于胆碱的液体制成，具有抗菌性、无毒性和生物相容性。当连接到类似助听器使用的小型电池时，它就像微型电化学装置，能分解水分子并随时间稳定释放氧气。与仅在表面供氧的治疗不同，这种凝胶能适应伤口形状，固化前会填充氧气水平最低、感染风险最高的小缝隙和不平整区域。持续供氧至关重要，新血管形成需数周，短暂供氧不足以支持持久修复，该系统可维持氧气流动长达一个月，帮助停滞伤口恢复正常愈合模式。

### 在糖尿病和老年小鼠中的良好效果
研究人员用糖尿病和老年小鼠测试该技术，因其伤口类似老年人的慢性伤口。未治疗的小鼠伤口无法愈合且常致命，而每周应用并更换产氧贴片后，伤口约23天愈合，小鼠存活。“我们可将这种贴片制成产品，凝胶可能需定期更换，”Noshadi实验室的生物工程博士研究生、论文共同作者Prince David Okoro说。

### 平衡炎症与免疫反应
凝胶的主要成分之一胆碱有助于调节免疫活动、减少过度炎症。慢性伤口通常含高水平活性氧（会损伤细胞并延长炎症），凝胶通过提供稳定氧气并平息过度反应，帮助恢复健康的组织修复环境。“有绷带能吸收液体或释放抗菌剂，但都未解决缺氧这一根本问题，我们正直接解决它，”Okoro说。

### 超越伤口护理
其潜在应用不止于慢性伤口治疗。氧气和营养短缺是培育替代组织和器官的主要障碍，这是Noshadi实验室的长期目标。“组织厚度增加时，难以为其扩散所需物质，细胞会死亡，”Noshadi说，“该项目可作为桥梁，帮助为需要器官的人创造和维持更大器官。”

### 应对日益严峻的健康挑战
慢性伤口发病率上升的部分原因无法仅靠医疗设备解决，除老龄化和糖尿病外，生活方式也有影响。“久坐生活方式导致免疫反应下降，”共同作者、生物工程师Baishali Kanjilal说，“虽难触及社会根源，但这项创新有望减少截肢、提高生活质量，给予身体自我修复所需条件。”