Diabetic Foot Ulcer Healing Enhancement Device via a Novel Glucose Metabolism Promoting Mechanism: A New Horizon of Wound Care Management

通过新型葡萄糖代谢促进机制的糖尿病足溃疡愈合增强装置：伤口护理管理的新视野

基本信息

批准号：
21K18287
负责人：
仲上豪二朗
金额：
$ 16.31万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-07-09 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、糖尿病足潰瘍への局所低周波振動刺激が創部局所の糖代謝改善を促すことで高血糖状態に起因する血管拡張障害を是正し治癒を促進するという仮説のもと、個々のインスリン抵抗性および血管拡張能に応じて人工知能により振動強度を自律的に最適化する糖尿病足潰瘍治癒促進のためのインテリジェントドレッシングを開発することを目的とする。昨年度は、低周波振動刺激によって脂肪細胞においてAMPK活性由来GLUT4トランスロケーションが促され糖取り込みが促進される振動条件とメカニズムを明らかにした。今年度は、この振動条件を用いて糖尿病ラットにおいて低周波振動刺激による創傷治癒促進効果を検証した。皮膚全層欠損創に低周波振動刺激を実施したところ、創部局所でのGLUT4トランスロケーションの促進および最終糖化産物前駆体の過剰産生の抑制といった糖代謝の改善、マクロファージの表現型変化と炎症マーカー発現の減弱に伴う炎症の改善および血管拡張と新生が誘導され、創傷治癒が促進した。次に、小型振動モーターと創傷被覆材を組み合わせ、先の動物実験時の振動周波数および振動強度になるようウェアラブル化し、非麻酔下かつ非拘束での振動実験を実施した。糖代謝と炎症の改善に伴う血管拡張と新生および全血液量の増加とともに創傷治癒が促進されることを示した。この結果から、血管障害を持つ糖尿病性創傷においても振動による糖代謝改善と血流促進を示し、新規デバイス開発の実現可能性を示めすことができた。以上の結果をもとに特許申請を行なった。今後、ドレッシング内に挿入可能な超薄膜型グルコースセンサーのプロトタイプを作製し、今後振動による滲出液グルコース濃度の改善効果を検証する。

基于以下假设：局部低频振动刺激糖尿病足溃疡将通过促进高血糖引起的血管舒张疾病来纠正和促进愈合，通过促进伤口伤口中的葡萄糖代谢来改善。这项研究的目的是开发一种智能敷料，用于促进糖尿病足溃疡愈合，该疗法可以自主利用人工智能对个体胰岛素抵抗和血管扩张剂的能力自主优化振动强度。去年，我们发现了振动条件和机制，其中低频振动刺激刺激脂肪细胞中AMPK诱导的GLUT4易位并促进糖吸收。今年，我们使用这些振动条件来验证低频振动刺激的影响，以促进糖尿病大鼠的伤口愈合。通过改善葡萄糖代谢，例如在伤口局部促进GLUT4易位并抑制过量生产最终糖化产物前体，从而改善巨噬细胞表型变化和促进炎症疗法的炎症，并促进炎症的炎症，从而促进炎症，从而促进炎症，从而促进炎症，从而促进炎症，从而促进了炎症，从而促进炎症，从而促进炎症，从而促进炎症，从而促进了炎症，从而促进炎症，从而促进了炎症的过量，从而促进了葡萄糖的易位，从而促进葡萄糖4的易位，从而促进了葡萄糖4的易位，从而诱导了葡萄糖代谢，从而诱发了低频振动刺激，从而诱发了频率振动刺激。接下来，将一个小的振动电动机和伤口敷料组合在一起，并使伤口敷料可穿戴，以达到以前动物实验的振动频率和振动强度，并在非障碍觉和非势力下进行了振动实验。已经表明，随着血管舒张和新生成的促进伤口愈合，并增加了与改善葡萄糖代谢和炎症有关的总血容量。这些结果表明，即使在血管疾病的糖尿病伤口中，葡萄糖代谢的改善以及通过振动促进血流的促进，表明开发新设备的可行性。根据上述结果，提交了专利申请。将来，我们将准备一个可以插入敷料中的超薄薄膜葡萄糖传感器的原型，并验证提高因振动引起的渗出葡萄糖浓度的效果。