Chronische wonden vormen een groeiend probleem in de zorg, mede door vergrijzing en het toenemende aantal mensen met diabetes. Voor een deel van deze patiënten eindigt een slecht genezende wond uiteindelijk in een amputatie. Onderzoekers van de University of California, Riverside (UC Riverside) hebben nu een innovatieve zuurstofgel ontwikkeld die dit scenario mogelijk kan voorkomen.
Wonden die langer dan een maand niet genezen, worden beschouwd als chronisch. Wereldwijd gaat het om naar schatting 12 miljoen mensen per jaar. Bij ongeveer één op de vijf patiënten leidt dit uiteindelijk tot amputatie. Volgens de onderzoekers ligt zuurstoftekort in de diepere lagen van het beschadigde weefsel aan de basis van veel van deze problemen. Zonder voldoende zuurstof blijft een wond steken in een langdurige ontstekingsfase, krijgen bacteriën vrij spel en treedt afbraak op in plaats van herstel.
“Chronische wonden genezen niet vanzelf,” zegt Iman Noshadi, universitair hoofddocent bio-engineering en leider van het onderzoek. “Wondgenezing verloopt via meerdere fasen, van ontsteking tot regeneratie. In al deze stappen is een stabiele zuurstoftoevoer cruciaal.”
Lokale zuurstoffabriek
De ontwikkelde gel pakt dit probleem direct aan. Het zachte, flexibele materiaal bestaat uit water en een op choline gebaseerde vloeistof die antibacterieel, niet-toxisch en biocompatibel is. In combinatie met een kleine batterij, vergelijkbaar met die in gehoorapparaten, fungeert de gel als een mini-elektrochemische zuurstoffabriek. Door watermoleculen te splitsen, ontstaat een continue en gecontroleerde afgifte van zuurstof.
In tegenstelling tot bestaande therapieën, die zuurstof vooral aan het wondoppervlak toedienen, vormt de gel zich naar de unieke vorm van de wond. Daardoor bereikt zuurstof juist de plekken waar het tekort het grootst is en het infectierisico het hoogst. Bovendien houdt de zuurstoftoevoer tot wel een maand aan, wat essentieel is omdat nieuwe bloedvatvorming vaak weken duurt.
Veelbelovende preklinische resultaten
In diermodellen met oudere en diabetische muizen, die sterk lijken op chronische wonden van mensen, bleek het effect aanzienlijk. Onbehandelde wonden genazen niet en waren vaak dodelijk. Met de zuurstofgel, die wekelijks werd vervangen, sloten de wonden binnen ongeveer 23 dagen en overleefden de dieren. “Dit zou kunnen uitgroeien tot een product waarbij de gel periodiek wordt vernieuwd,” zegt promovendus Prince David Okoro, mede-auteur van de studie.
De chemische samenstelling biedt nog een extra voordeel: choline helpt het immuunsysteem te reguleren en overmatige ontsteking te remmen. Daarmee wordt een beter evenwicht hersteld in het wondmilieu, in plaats van extra stress te veroorzaken.
Verder dan alleen wondzorg
De onderzoekers zien ook kansen buiten wondzorg. Zuurstof- en nutriëntentekorten vormen een grote uitdaging bij het kweken van weefsels en organen. “Naarmate weefsels dikker worden, sterven cellen af door gebrek aan zuurstof,” aldus Noshadi. “Deze technologie kan een belangrijke stap zijn richting het duurzaam laten groeien van grotere weefsels of organen.”
Hoewel niet alle oorzaken van chronische wonden met technologie zijn op te lossen, biedt deze zuurstofgel volgens de onderzoekers een reële kans om amputaties te verminderen en de kwaliteit van leven van patiënten aanzienlijk te verbeteren.
AI-model voor betere wondzorg
Vorig jaar ontwikkelden onderzoekers a-Heal, een innovatief draagbaar systeem dat wondgenezing actief monitort en versnelt. Het apparaat combineert AIe, bio-elektronica en een ingebouwde camera en wordt bevestigd op een standaardverband. Elke twee uur analyseert een AI-model wondbeelden en vergelijkt deze met een optimale genezingstijdlijn.
Wanneer het herstel achterblijft, grijpt het systeem automatisch in met gerichte therapieën, zoals lokale toediening van fluoxetine of zachte bio-elektrische stimulatie om celmigratie te bevorderen. Dit closed-loop systeem past de behandeling continu aan de individuele patiënt aan. Preklinische resultaten tonen aan dat wonden met a-Heal ongeveer 25 procent sneller genezen dan met standaardzorg. Daarnaast maakt telemonitoring zorg op afstand mogelijk, wat de belasting voor patiënten en zorgverleners verlaagt.
