在糖尿病患者中，傷口往往進展迅速，癒合緩慢。研究人員已經開發出一種方法，利用電力使糖尿病患者的傷口癒合速度提高三倍，並為治療那些導致傷口癒合減少的疾病提供了巨大的潛力。

糖尿病患者因腳部傷口和潰瘍而截肢的可能性要高出15倍。因此，重要的是要注意即使是小的割傷、擦傷和抓傷，也有可能發展成較大的傷口。

當糖尿病控制得不好時，血糖水平比正常要高。因此，營養物質和氧氣無法為細胞提供能量，免疫系統不能有效地發揮作用，而且體內普遍存在著炎症。這些事情減緩了傷口癒合過程，增加了感染的風險。老年人、血液循環不良的人和脊柱受傷的人的傷口修復速度也會變慢。

來自瑞典查爾姆斯理工大學和德國弗萊堡大學的研究人員已經開發出一種方法，用電來加速慢性傷口的癒合，尤其是糖尿病患者。

該研究的通訊作者Maria Asplund說：”慢性傷口是一個巨大的社會問題，我們並沒有聽到很多。我們發現了一種可能使傷口癒合速度提高三倍的方法，這對糖尿病患者和老年人來說是一個改變遊戲規則的因素，他們經常因傷口無法癒合而深受其害。”

用電來刺激癒合並不是一件新鮮事。近年來，我們已經看到了智能繃帶和繃帶的發展，這些繃帶在溶解前會對傷口進行電擊。

使用電力促進癒合的基本原理是，皮膚細胞具有電接觸性，這意味著如果將電場放在一個充滿皮膚細胞的培養皿中，細胞將向其遷移。在目前的研究中，研究人員調查了利用這一原理，用電引導細胞更快地癒合傷口，特別是在糖尿病患者身上。

他們專注於角質細胞–在皮膚中發現的最主要的細胞類型–在皮膚修復中發揮著重要作用。當它們進行皮膚修復時，角質細胞作為一個集體遷移。

研究人員通過結合激光誘導石墨烯（LIG）和集成水凝膠創建了一種能夠維持數小時直流電刺激的微流體平台。LIG是通過將聚合物轉化為多孔的三維形式的石墨烯製成的。使用一個微小的、工程化的”芯片上的傷口”，他們評估了電刺激的傷口癒合，首先是健康細胞，然後是模仿糖尿病角質細胞的細胞。

Asplund說：”我們能夠表明，關於電刺激的舊假設可以被起訴，使傷口的癒合速度明顯加快。為了研究這對傷口的確切作用，我們開發了一種生物芯片，在上面培養皮膚細胞，然後在上面製造微小傷口。然後我們用電場刺激一個傷口。”

使用大約200 mV/mm的低電場，他們發現直流電刺激在所有情況下都能使傷口更快地閉合，並且不會對細胞產生負面影響。當電流只作用於傷口的一側而不是兩側時，傷口癒合的效果也更強。單向刺激導致傷口在10小時內完全閉合，而未受刺激的傷口當時只關閉了約36%。這相當於傷口閉合率增加了近三倍。

當研究人員對”糖尿病細胞”施加電流時，他們發現在單向刺激12小時後，細胞約有34%閉合，而未受刺激的對照組約有12%。該結果與在健康細胞中看到的結果相當，導致研究人員得出結論，電細胞引導導致更快的傷口閉合，包括在糖尿病患者身上。

“我們已經研究了糖尿病的傷口模型，並調查了我們的方法是否能在這些情況下有效，”Asplund說。”我們看到，當我們在細胞中模擬糖尿病時，芯片上的傷口癒合得非常慢。然而，通過電刺激，我們可以提高癒合的速度，使受糖尿病影響的細胞幾乎對應於健康的皮膚細胞。”

重要的是，研究人員在沒有使用鹽橋的情況下取得了這些結果，鹽橋是含有一種電解質的管子，在兩種溶液之間提供電接觸。他們說，這應該能使該技術更容易轉化為3D模型。

他們計劃繼續研究，以開發適合個人使用的可銷售的傷口癒合產品。

Asplund說：”我們現在正在研究不同的皮膚細胞在刺激過程中如何相互作用，以便向現實的傷口邁進一步。我們希望開發一個概念，能夠’掃描’傷口，並根據個人傷口調整刺激。我們相信，這是未來有效幫助有緩慢癒合傷口的個人的關鍵”。

這項研究發表在《芯片實驗室》（Lab on a Chip）雜誌上。