Sebuah tim sedang mengembangkan cara baru yang murah untuk menyembuhkan luka kronis

Cara baru dan murah untuk menyembuhkan luka kronis

Puluhan juta pasien di seluruh dunia menderita luka yang persisten dan berpotensi mengancam jiwa. Untuk luka kronis ini, yang juga merupakan penyebab utama amputasi, ada perawatan, tetapi biaya pembalut luka yang ada dapat mencegahnya menjangkau orang yang membutuhkan.

Sekarang, seorang peneliti Michigan State University memimpin tim ilmuwan internasional untuk mengembangkan pembalut biopolimer praktis berbiaya rendah yang membantu menyembuhkan luka-luka ini.

“Teknologi efisien yang ada terlalu mahal untuk sebagian besar sistem perawatan kesehatan, sangat membatasi penggunaannya pada waktu yang tepat,” kata Morteza Mahmoudi, asisten profesor di Fakultas Kedokteran Manusia Universitas Negeri Michigan dan Program Kesehatan Presisi. “Dibutuhkan teknologi yang dapat diakses secara ekonomis, praktis dan efektif.”

Untuk mengembangkan teknologi baru itu, Mahmoudi memanfaatkan pengalaman dan keahlian bertahun-tahun, setelah mempelajari bahan-bahan canggih untuk menyembuhkan jaringan jantung, melawan infeksi, dan mendukung sistem kekebalan. Namun tim juga mengawasi biaya, bekerja untuk mengembangkan produk yang dapat tersedia untuk sebanyak mungkin pasien, bahkan di pasar yang sumber dayanya terbatas.

“Tujuan saya selalu membuat sesuatu yang berhasil dan praktis,” kata Mahmoudi. “Saya ingin melihat penelitian saya menjadi produk klinis yang membantu pasien.”

Dengan karya terbarunya, diterbitkan 19 Juli di jurnal Farmasi Molekuler, Mahmoudi semakin dekat dengan tujuan itu. Dia bekerja dengan mitra di Inggris yang telah memulai sebuah perusahaan untuk mengawasi pengembangan dan persetujuan teknologi baru.

“Kami sedang membangun tim yang berpengalaman dan ahli di Inggris yang akan mampu mengkomersialkan balutan secara efisien,” kata Mahmoudi. “Perusahaan baru saja memenangkan hibah Eurostar yang sangat kompetitif untuk mempercepat pengembangan produk.”

Bekerja dengan kolaboratornya, Mahmoudi melakukan uji coba kecil dari pembalut luka dengan 13 pasien dengan luka kronis, semuanya sembuh, katanya.

Pasien dengan luka kronis lanjut—yang tidak merespon terapi tradisional—diperkirakan berjumlah lebih dari 45 juta secara global, menjadikan ini salah satu kebutuhan perawatan kesehatan yang paling mendesak dan mendesak di dunia, kata Mahmoudi.

Amerika Serikat adalah rumah bagi sekitar 5% dari populasi ini, namun lebih dari 90% dari penjualan teknologi perawatan luka "aktif" terjadi di AS Itu pada dasarnya berarti bahwa seluruh dunia ditinggalkan, kata Mahmoudi.

Ulkus kaki vena dan ulkus tekanan yang berhubungan dengan imobilitas pada pasien yang lebih tua dan lumpuh juga merupakan penyebab utama luka kronis, tetapi mungkin contoh paling terkenal dari jenis cedera ini adalah ulkus kaki diabetik. Di seluruh dunia, ada lebih dari 400 juta orang yang hidup dengan diabetes, dan beberapa penelitian memperkirakan bahwa hingga seperempat dari pasien tersebut akan mengembangkan ulkus kaki dalam hidup mereka.

Bahkan dengan perawatan tingkat tinggi yang tersedia di AS, lebih dari 30% pasien yang mengalami ulkus kaki diabetik akan meninggal dalam waktu lima tahun sejak onsetnya. Sebagai acuan, persentase itu lebih tinggi dari kanker payudara, kanker prostat, dan kanker usus besar.

Ulkus kaki diabetik juga menggambarkan banyak alasan mengapa luka kronis bisa sangat sulit untuk diobati.

Pasien dengan diabetes dapat berurusan dengan aliran darah yang terbatas dan faktor lain yang memperlambat respon imun mereka, sehingga mengganggu kemampuan tubuh untuk menyembuhkan lukanya sendiri. Mereka juga dapat mengalami kerusakan saraf yang menumpulkan rasa sakit luka dan dapat menunda pasien untuk mencari pengobatan. Ketika luka sembuh lebih lambat dan tetap terbuka lebih lama, bakteri memiliki lebih banyak peluang untuk menyebabkan infeksi dan menyebabkan komplikasi serius. Terus terang, ada banyak yang salah dalam luka kronis.

“Luka kronis adalah beberapa hal paling rumit yang harus ditangani dokter,” kata Mahmoudi. “Jika Anda ingin membuat balutan yang berfungsi, itu harus mengatasi semua masalah itu. Dan agar relevan dengan sebagian besar pasien di dunia, itu harus mudah digunakan, praktis dan juga murah.”

Ada banyak teknologi yang tersedia untuk mendukung penyembuhan pada luka kronis, tetapi yang dapat merangsang regenerasi jaringan biasanya berasal dari jaringan alami yang dipanen. Ini rumit dan mahal, menghasilkan produk yang harganya lebih dari $1,000, menempatkannya di luar jangkauan banyak pasien dan sistem perawatan kesehatan.

Untuk mengatasi masalah tersebut, Mahmoudi memanfaatkan banyak pengalaman dalam mengembangkan bahan baru untuk aplikasi biomedis. Dengan merancang produk yang dapat dibuat dari biopolimer yang tersedia, biaya produksi dapat ditekan rendah, dan tim dapat menambahkan berbagai bahan lain untuk mengarah pada penyembuhan yang lebih baik.

Tim memulai dengan kerangka fleksibel nanofibers—benang yang sangat tipis—dari polimer alami, termasuk kolagen, protein pendukung struktural yang ditemukan di kulit dan tulang rawan kita. Kerangka kerja ini menyediakan perancah tiga dimensi yang mendorong migrasi sel dan perkembangan pembuluh darah baru, yang pada dasarnya mereplikasi fungsi matriks ekstraseluler, sistem pendukung alami yang ditemukan dalam jaringan hidup yang sehat.

“Sangat penting bahwa sifat fisik dan mekanik dari balutan benar-benar mirip dengan kulit,” kata Mahmoudi. “Untuk menyembuhkan, sel-sel baru harus merasa seperti berada di rumah.”

Untuk kerangka itu, tim dapat menggabungkan protein, peptida dan nanopartikel yang tidak hanya memacu pertumbuhan sel-sel baru dan pembuluh darah tetapi juga melawan bakteri dengan mendorong sistem kekebalan pasien sendiri untuk bergabung. (Pengalaman tim pada elemen-elemen ini didokumentasikan dalam publikasi sebelumnya di Nanoteknologi Alam serta Tren dalam Bioteknologi).

Pembalut juga menurun seiring waktu, artinya tidak ada yang harus mengganti atau melepasnya dan berpotensi memperburuk lokasi luka. Dan dengan harga sekitar $20 masing-masing, Mahmoudi percaya bahwa pembalut itu—jika dan ketika disetujui oleh badan pengatur—akan terjangkau bahkan oleh sistem perawatan kesehatan yang kekurangan sumber daya yang menghadapi perawatan luka serius ini.

Meskipun ada banyak produk perawatan luka yang ada, Mahmoudi optimis bahwa pembalut baru akan menonjol berkat biaya rendah, kinerja tinggi, dan penelitian lain yang dia lakukan bertahun-tahun yang lalu.

Untuk proyek sebelumnya, dia tidak mengembangkan teknologi baru. Dia mewawancarai ratusan petugas kesehatan di seluruh AS, menanyakan apa yang mereka inginkan dan butuhkan dalam pembalut luka.

“Kami mengembangkan balutan ini untuk memecahkan masalah yang mereka alami. Salah satu dokter mengatakan kepada saya, “Ketika Anda melihat terlalu banyak produk di pasaran, itu berarti tidak ada satupun yang berhasil,'” kata Mahmoudi, seorang peneliti yang terdorong untuk membuat hal-hal yang berhasil.

Detonic