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Pacientes diabéticos, cujas capacidades naturais de cicatrização de feridas estão comprometidas, muitas vezes desenvolvem feridas crônicas que demoram a cicatrizar. Essas feridas que não cicatrizam podem causar infecções graves, resultando em resultados dolorosos, como amputação de membros. Para enfrentar este desafio global de cuidados de saúde, uma equipa de investigadores da Universidade Nacional de Singapura (NUS) desenvolveu um gel magnético inovador para cicatrização de feridas que promete acelerar a cicatrização de feridas diabéticas, reduzir as taxas de recorrência e, por sua vez, diminuir o incidentes de amputações de membros.
Cada tratamento envolve a aplicação de um curativo pré-carregado com hidrogel contendo células da pele para cicatrização e partículas magnéticas. Para maximizar os resultados terapêuticos, um dispositivo magnético externo sem fio é usado para ativar as células da pele e acelerar o processo de cicatrização de feridas. A duração ideal da estimulação magnética é de cerca de uma a duas horas.
Testes de laboratório mostraram que o tratamento aliado à estimulação magnética curou feridas diabéticas cerca de três vezes mais rápido do que as abordagens convencionais atuais. Além disso, embora a investigação se concentre na cura de úlceras do pé diabético, a tecnologia tem potencial para tratar uma vasta gama de feridas complexas, como queimaduras.
“Os curativos convencionais não desempenham um papel ativo na cicatrização de feridas”, disse o professor assistente Andy Tay, que lidera a equipe composta por pesquisadores do Departamento de Engenharia Biomédica da Faculdade de Design e Engenharia da NUS, bem como do Instituto de Inovação e Tecnologia em Saúde da NUS. . “Eles apenas evitam o agravamento da ferida e os pacientes precisam ser agendados para troca de curativos a cada dois ou três dias. É um custo enorme para o nosso sistema de saúde e um inconveniente para os pacientes”.
Em contraste, a invenção exclusiva da NUS adota uma abordagem abrangente e “tudo em um” para a cicatrização de feridas, acelerando o processo em diversas frentes.
“Nossa tecnologia aborda vários fatores críticos associados a feridas diabéticas, gerenciando simultaneamente níveis elevados de glicose na área da ferida, ativando células dormentes da pele perto da ferida, restaurando vasos sanguíneos danificados e reparando a rede vascular interrompida dentro da ferida”, explicou Asst Prof Tay .
A equipe NUS descreveu sua inovação em um artigo publicado na revista científica, Materiais avançadosem 8 de setembro de 2023. A pesquisa foi conduzida em colaboração com cientistas da Agência de Ciência, Tecnologia e Pesquisa, Universidade Tecnológica de Nanyang, Universidade Sun Yat-sen e Universidade de Tecnologia de Wuhan.
Feridas diabéticas crônicas: um grande desafio para a saúde
Atualmente, mais de meio bilhão de pessoas em todo o mundo vivem com diabetes e espera-se que este número aumente significativamente. As feridas diabéticas crónicas, como as úlceras nos pés (uma das feridas mais comuns e mais difíceis de tratar), tornaram-se, portanto, um grande desafio de saúde global.
Os tratamentos tradicionais para estas feridas são muitas vezes insatisfatórios, levando a problemas de saúde recorrentes e persistentes e – num grande número de casos – à amputação de membros.
Todos os anos, ocorrem cerca de 9,1 a 26,1 milhões de casos de úlcera no pé diabético em todo o mundo, e cerca de 15 a 25 por cento dos pacientes com diabetes desenvolverão uma úlcera no pé diabético durante a sua vida. Singapura tem uma das taxas mais elevadas de amputações de membros inferiores devido à diabetes a nível mundial, com uma média de cerca de quatro por dia.
‘Treino’ suave para as células da pele
As células da pele experimentam forças mecânicas continuamente devido às atividades diárias normais. No entanto, os pacientes com feridas geralmente são aconselhados a não realizar atividades rigorosas, como caminhar, e isso pode matar as células restantes essenciais para a cicatrização.
“O que nossa equipe conseguiu foi identificar um ponto ideal aplicando estimulação mecânica suave”, disse Asst Prof Tay. “O resultado é que as células restantes da pele ‘trabalham’ para curar feridas, mas não a ponto de matá-las.”
O gel cicatrizante especialmente projetado é carregado com dois tipos de células da pele aprovadas pela FDA – queratinócitos (essenciais para o reparo da pele) e fibroblastos (para a formação de tecido conjuntivo) – e minúsculas partículas magnéticas. Quando combinada com um campo magnético dinâmico gerado por um dispositivo externo, a estimulação mecânica do gel estimula os fibroblastos dérmicos a se tornarem mais ativos.
Testes de laboratório mostraram que o aumento da atividade dos fibroblastos gerado pelo gel magnético para cicatrização de feridas aumenta a taxa de crescimento das células em aproximadamente 240% e mais que duplica a produção de colágeno – uma proteína crucial para a cicatrização de feridas. Também melhora a comunicação com os queratinócitos para promover a formação de novos vasos sanguíneos.
“A abordagem que estamos adotando não apenas acelera a cicatrização de feridas, mas também promove a saúde geral da ferida e reduz as chances de recorrência”, acrescentou o Asst Prof Tay.
A equipa NUS trabalhou no projeto de 2021 a 2023 para demonstrar a viabilidade desta nova abordagem. Uma patente foi registrada para esta inovação.
Potencial divisor de águas no tratamento de feridas
Embora o gel magnético para cicatrização de feridas tenha se mostrado muito promissor na melhoria da cicatrização de feridas diabéticas, ele também pode revolucionar o tratamento de outros tipos de feridas complexas.
“O hidrogel magneto-responsivo, combinado com a estimulação mecânica dinâmica induzida por magneto sem fio, aborda desafios fundamentais na cicatrização de feridas, como a criação de um microambiente propício e a promoção da regeneração de tecidos”, disse o co-primeiro autor do artigo de pesquisa, Dr. Shou Yufeng, Research Bolsista do Departamento de Engenharia Biomédica da NUS College of Design and Engineering.
“Esses princípios e a adaptabilidade da nossa tecnologia, bem como a sua facilidade geral de uso pelos pacientes, significam que ela pode ser aplicada para melhorar a cicatrização de feridas em diversas situações além do diabetes, incluindo queimaduras e úlceras crônicas não diabéticas.”
Os pesquisadores estão conduzindo mais testes para refinar ainda mais o gel magnético de cicatrização de feridas e melhorar sua eficácia. Eles também estão colaborando com um parceiro clínico para testar a eficácia do gel utilizando tecidos humanos diabéticos.
“Este é um grande avanço no tratamento ativo de feridas”, disse Asst Prof Tay. “Nosso objetivo é fornecer uma solução eficaz e conveniente para a cicatrização de feridas que melhore os resultados para milhões de pessoas em todo o mundo”.
“A cicatrização de feridas, especialmente no campo das úlceras do pé diabético, sempre foi uma área desafiadora. Os pacientes com pé diabético não cicatrizam tão bem quanto os pacientes normais e sua jornada de cura é muitas vezes prolongada”, disse o professor assistente Francis Wong Keng Lin, consultor, Departamento de Cirurgia Ortopédica, Hospital Geral Sengkang.
O Asst Prof Wong, que não está envolvido no estudo, acrescentou: “Os avanços nas tecnologias de cicatrização de feridas reduzirão a duração da jornada do paciente e permitir-lhes-ão regressar às suas vidas o mais rapidamente possível, melhorando assim a produtividade e a qualidade de vida. “
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