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2025-04-11 15:15:00
研究者は、糖尿病性創傷治癒を加速するためのマイクロニードル技術を開発しました。
糖尿病の傷はしばしば、切断をもたらす可能性のある重度の合併症につながります。これらの慢性および非癒しの傷は、持続的な炎症によって特徴付けられ、世界集団の6％以上に影響を与えます。
シンガポールでは、非治癒糖尿病の傷のために毎日約4つの下肢切断があります。シンガポールの糖尿病の傷に焦点を当てた研究では、患者あたりの切断関連の総ヘルスケアコストは2017年の23,000 S $ 23,000（約17,400米ドル）であると推定されました。
この国家的および世界的な重要性のこの課題に対処するために、シンガポール国立大学（NUS）の研究者は、成長因子と呼ばれるタンパク質の機能を維持し、望ましくない炎症性化合物を除去することにより、前臨床モデルで糖尿病性創傷治癒を加速する際に有効性を示した2つのマイクロニードル技術を開発しました。
2つの小説革新は、NUSのデザインおよび工学部の生物医学工学部の助教授であるアンディ・テイが率いる科学者チームと健康革新と技術研究所によって開発されました。
「成長因子は重要な細胞機能を調節するため、創傷治癒には重要です。しかし、糖尿病性の創傷では、これらの成長因子はプロテアーゼとして知られる他の酵素によって急速に分解されます。これは、創傷回収を劇的に遅くします。同時に、糖尿病性の創傷は炎症の持続的に特徴付けられます」と彼は説明します。
「私たちは、送達と抽出の両方にマイクロニードルを使用してこれらの2つの問題に取り組みたいと考えていました。それは最小限の侵襲的であり、精度で製造でき、活性化合物を傷つけて直接投与することができます。マイクロニードルパッチは、創傷治癒のための優れた材料です」
科学雑誌に掲載されている2つの関連研究の結果 生体材料 そして 高度な機能材料、乾癬や慢性糖尿病の傷などのさまざまな皮膚状態を治療する際のこの革新的なアプローチの可能性を示しています。
2つのユニークなアプローチ
市場では、ヒドロゲルは成長因子を傷に供給するために使用されます。ただし、慢性創傷のプロテアーゼが豊富な環境は、成長因子を急速に分解し、不活性化するため、この方法はそれほど効果的ではありません。これは、成長因子を高用量で繰り返し供給する必要があることを意味します。これは、費用がかかり、時間がかかる場合があります。
NUS研究チームによって開発された最初のアプローチでは、成長因子を直接提供する代わりに、最初に創造因子の生産を増加させました。
彼らは、糖尿病組織の成長因子の産生を刺激するために、重要な免疫調節タンパク質であるインターロイキン-4（IL-4）を供給するためにスクラルファートマイクロニードル（SUC-MN）を開発することでこれを達成しました。 IL-4は、免疫応答を調節し、組織の再生を促進するのに役立ちますが、胃腸潰瘍の治療に一般的に使用される薬物療法であるSucralfateは、成長因子を分解から保護します。
マイクロニードルは傷に溶け、IL-4とスクラルファートを創傷に直接供給します。この局所的な送達システムは、全身性副作用を最小限に抑え、現在臨床的に使用されている従来の接着剤ドレッシングによって引き起こされる繊細で新しく形成された組織への二次的な損傷を回避します。研究者たちは、SUC-MNが従来の治療と比較した場合、傷の治癒を2倍の速度で著しく加速することを発見しました。
マイクロニードル技術の大部分は材料を送達に使用していますが、NUSチームは、2番目のアプローチで望ましくない炎症誘発性タンパク質と免疫細胞を抽出するためにマイクロニードルの新しい使用を調査しました。そのためには、NUSチームは、創傷組織の単球と呼ばれる炎症誘発性免疫細胞を補充およびトラップする「メッセンジャー」分子であるケモカインとして知られる炎症誘発性化合物を吸収するためのスポンジとして機能する可能性のある適切なコーティング材料を見つける必要がありました。
研究チームはさまざまな材料をスクリーニングし、最終的にヘパリンでコーティングされた多孔質マイクロニードル（HPMN）を使用して、発生源の皮膚傷における持続的な炎症の問題に対処しました。以前の研究に基づいて、ヘパリンはケモカインに容易に結合することがわかっています。チームは、HPMNが創傷部位からケモカインと単球を効果的に枯渇させ、組織炎症の50％の減少と、14日目の治療による創傷サイズの90％の減少をもたらす可能性があることを実証しました。
これらの最初の発見は、炎症性皮膚障害の治療のための有望な戦略としてのHPMNの可能性を強調しています。皮膚組織の奥深くにケモカインや炎症細胞を除去するHPMNの能力は、表面レベルの炎症のみを標的とする既存の治療よりも独特の利点を提供します。 HPMNは、性別化された創傷ケアと、乾癬などのさまざまな炎症性皮膚状態の調整された治療のためにさらに開発できます。
先を見ています
SUC-MNとHPMNの開発は、創傷治癒と皮膚疾患の管理の分野での大きな前進を表しています。チームは、このテクノロジーの可能性を調査し、市場に導くためにさらなる研究を実施するつもりです。
特に抽出的なマイクロニードルの場合、チームは、3D印刷などの高度な技術を使用して、より制御可能な細孔サイズでマイクロニードルを製造し、臨床的非治癒創傷に伴う臨床的非治癒の創傷を伴う抗菌特性をマイクロニードルに統合します。また、柔軟なマイクロニードルパッチを設計して、さまざまな組織の形状に適していることを確認しています。
「私たちは研究の潜在的な影響に興奮しており、この技術を臨床翻訳に向けて進めることを楽しみにしています。チームによって開発された2つのアプローチは、糖尿病性創傷の患者や、アトピー性皮膚炎や乾癬などの皮膚状態に苦しむ多くの患者に非常に必要な緩和を提供します」とTay氏は言います。
ソース： シンガポール国立大学
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