يمكن للمولدات الكهربائية الصغيرة أن تسرع من التئام الجروح

TSUKUBA ، اليابان ، 18 كانون الثاني (يناير) 2022 - (ACN Newswire) - يمكن للضمادات الصغيرة التي تولد الكهرباء استجابة للحركة تسريع التئام الجروح وتجديد الأنسجة. استعرض العلماء في تايوان آخر التطورات والتطبيقات المحتملة لتقنية التئام الجروح في مجلة Science and Technology of Advanced Materials.

تتضمن عملية التئام الجروح الطبيعية تفاعلات معقدة بين الأيونات والخلايا والأوعية الدموية والجينات وجهاز المناعة ؛ مع كل لاعب يتم تشغيله بواسطة سلسلة من الأحداث الجزيئية. يشتمل جزء لا يتجزأ من هذه العملية على توليد مجال كهربائي ضعيف بواسطة الظهارة التالفة - طبقة الخلايا التي تغطي الأنسجة. يتكون المجال الكهربائي نتيجة للتدرج الأيوني في سرير الجرح ، والذي يلعب دورًا مهمًا في توجيه هجرة الخلايا وتعزيز تكوين الأوعية الدموية في المنطقة.

اكتشف العلماء في منتصف وأواخر القرن العشرين أن تحفيز الأنسجة بمجال كهربائي يمكن أن يحسن التئام الجروح. يركز البحث الحالي في هذا المجال الآن على تطوير تصحيحات صغيرة يمكن ارتداؤها وغير مكلفة لا تثقلها معدات كهربائية خارجية.

وقد أدى ذلك إلى إجراء أبحاث حول المواد الكهرضغطية ، بما في ذلك المواد الطبيعية مثل البلورات والحرير والخشب والعظام والشعر والمطاط والمواد الاصطناعية مثل نظائر الكوارتز والسيراميك والبوليمرات. تولد هذه المواد تيارًا كهربائيًا عند تعرضها لضغط ميكانيكي. تعد المولدات النانوية التي تم تطويرها باستخدام المواد الاصطناعية واعدة بشكل خاص.

على سبيل المثال ، تستكشف بعض فرق البحث استخدام المولدات النانوية الكهروضغطية ذاتية التشغيل المصنوعة من أكسيد الزنك النانوي على مصفوفة بوليديميثيل سيلوكسان لتسريع التئام الجروح. يتميز أكسيد الزنك بكونه كهرضغطية ومتوافق حيويًا. يستخدم علماء آخرون سقالات مصنوعة من مادة البولي يوريثين وفلوريد البولي فينيلدين (PVDF) نظرًا لارتفاع كهربيتها الانضغاطية واستقرارها الكيميائي وسهولة تصنيعها وتوافقها الحيوي. وقد أظهرت هذه المولدات النانوية الكهرضغطية وغيرها نتائج واعدة في الدراسات المختبرية والحيوانية.

نوع آخر من الأجهزة ، يسمى مولد النانو كهربي الاحتكاك (TENG) ، ينتج تيارًا كهربائيًا عندما تتلامس مادتان متداخلتان مع بعضهما البعض وتنفصل عنهما. أجرى العلماء تجارب مع TENGs التي تولد الكهرباء من حركات التنفس ، على سبيل المثال ، لتسريع التئام الجروح في الفئران. لقد قاموا أيضًا بتحميل لصقات TENG بالمضادات الحيوية لتسهيل التئام الجروح من خلال علاج العدوى الموضعية أيضًا.

يقول المهندس الحيوي Zong-Hong Lin من جامعة Tsing Hua الوطنية في تايوان: "المولدات النانوية الكهربائية الانضغاطية والكهربائية الاحتكاكية هي مرشحة ممتازة لالتئام الجروح بمساعدة ذاتية نظرًا لخفة وزنها ومرونتها ومرونتها وتوافقها الحيوي". "ولكن لا يزال هناك العديد من الاختناقات لتطبيقها السريري."

على سبيل المثال ، لا يزال يتعين تخصيصها بحيث تكون مناسبة للحجم ، حيث تختلف أبعاد الجرح على نطاق واسع. كما يجب أن يتم ربطها بقوة دون أن تتأثر سلبًا أو تتآكل بسبب السوائل التي تخرج بشكل طبيعي من الجروح.

يقول لين: "إن هدفنا المستقبلي هو تطوير أنظمة تضميد الجروح فعالة من حيث التكلفة وعالية الكفاءة للتطبيقات السريرية العملية".

مزيد من المعلومات
زونغ هونغ لين
جامعة تسينغ هوا الوطنية
البريد الإلكتروني linzh@mx.nthu.edu.tw

ورقة ابحاث: https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/14686996.2021.2015249

حول علوم وتكنولوجيا المواد المتقدمة (STAM)

تنشر مجلة الوصول المفتوح STAM مقالات بحثية متميزة في جميع جوانب علم المواد ، بما في ذلك المواد الوظيفية والهيكلية والتحليلات النظرية وخصائص المواد. https://www.tandfonline.com/STAM

الدكتور يوشيكازو شينوهارا
مدير النشر STAM
البريد الإلكتروني شينوهارا.يوشيكازو@nims.go.jp

بيان صحفي وزعته Asia Research News for Science and Technology of Advanced Materials.

حقوق النشر 2022 ACN Newswire. كل الحقوق محفوظة. www.acnnewswire.com الضمادات الصغيرة التي تولد الكهرباء استجابة للحركة يمكن أن تسرع التئام الجروح وتجديد الأنسجة. استعرض العلماء في تايوان آخر التطورات والتطبيقات المحتملة لتقنية التئام الجروح في مجلة Science and Technology of Advanced Materials. المصدر: https://www.acnnewswire.com/press-release/english/72512/