Pisikesed elektrigeneraatorid võivad kiirendada haavade paranemist

TSUKUBA, Jaapan, 18. jaanuar 2022 – (ACN Newswire) – Pisikesed sidemed, mis tekitavad liikumisele elektrit, võivad kiirendada haavade paranemist ja kudede taastumist. Taiwani teadlased vaatasid ajakirjas Science and Technology of Advanced Materials haavade paranemise tehnoloogia uusimaid edusamme ja võimalikke rakendusi.

Looduslik haavaparanemisprotsess hõlmab keerulisi koostoimeid ioonide, rakkude, veresoonte, geenide ja immuunsüsteemi vahel; iga mängija käivitab molekulaarsete sündmuste jada. Selle protsessi lahutamatu osa on nõrga elektrivälja tekitamine kahjustatud epiteeli – kudesid katva rakukihi – poolt. Elektriväli tekib haavapõhjas ioonigradiendi tulemusena, millel on oluline roll rakkude migratsiooni suunamisel ja piirkonna veresoonte tekke soodustamisel.

Teadlased avastasid 1900. aastate keskel ja lõpus, et kudede stimuleerimine elektriväljaga võib parandada haavade paranemist. Praegused uuringud selles valdkonnas on nüüd keskendunud väikeste, kantavate ja odavate plaastrite väljatöötamisele, mida välised elektriseadmed ei koorma.

See on viinud uuringuteni piesoelektriliste materjalide, sealhulgas looduslike materjalide, nagu kristallid, siid, puit, luu, juuksed ja kumm, ning sünteetiliste materjalide, nagu kvartsi analoogid, keraamika ja polümeerid, alal. Need materjalid tekitavad mehaanilise pingega kokkupuutel elektrivoolu. Eriti paljutõotavad on sünteetilistest materjalidest välja töötatud nanogeneraatorid.

Näiteks uurivad mõned uurimisrühmad isejõuliste piesoelektriliste nanogeneraatorite kasutamist, mis on valmistatud tsinkoksiidi nanovarrastega polüdimetüülsiloksaanmaatriksil, et kiirendada haavade paranemist. Tsinkoksiidi eeliseks on see, et see on piesoelektriline ja bioühilduv. Teised teadlased kasutavad polüuretaanist ja polüvinülideenfluoriidist (PVDF) valmistatud karkasse nende suure piesoelektrilisuse, keemilise stabiilsuse, valmistamise lihtsuse ja biosobivuse tõttu. Need ja teised piesoelektrilised nanogeneraatorid on laboratoorsetes ja loomkatsetes näidanud paljutõotavaid tulemusi.

Teist tüüpi seade, mida nimetatakse triboelektriliseks nanogeneraatoriks (TENG), toodab elektrivoolu, kui kaks liidestavat materjali puutuvad kokku ja puutuvad kokku. Teadlased on katsetanud TENG-dega, mis toodavad elektrit hingamisliigutustest, et kiirendada näiteks rottide haavade paranemist. Samuti on nad laadinud TENG plaastrid antibiootikumidega, et hõlbustada haavade paranemist, ravides ka lokaliseeritud infektsiooni.

"Piesoelektrilised ja triboelektrilised nanogeneraatorid on oma kerge kaalu, paindlikkuse, elastsuse ja bioloogilise ühilduvuse tõttu suurepärased kandidaadid iseabiliseks haavade paranemiseks," ütleb bioinsener Zong-Hong Lin Taiwani riiklikust Tsing Hua ülikoolist. "Kuid nende kliinilises rakenduses on endiselt mitmeid kitsaskohti."

Näiteks tuleb neid ikkagi kohandada, et need vastaksid suurusele, kuna haava mõõtmed on väga erinevad. Samuti peavad need olema kindlalt kinnitatud, ilma et haavadest loomulikult erituvad vedelikud neid negatiivselt mõjutaksid või korrodeeriksid.

"Meie tulevikueesmärk on välja töötada kuluefektiivsed ja väga tõhusad haavasidumissüsteemid praktilisteks kliinilisteks rakendusteks," ütleb Lin.

Lisateavet
Zong-Hong Lin
Riiklik Tsing Hua ülikool
E-mail: linzh@mx.nthu.edu.tw

Uurimustöö: https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/14686996.2021.2015249

Teave täiustatud materjalide teaduse ja tehnoloogia kohta (STAM)

Avatud juurdepääsuga ajakiri STAM avaldab silmapaistvaid uurimisartikleid materjaliteaduse kõigi aspektide kohta, sealhulgas funktsionaalseid ja struktuurseid materjale, teoreetilisi analüüse ja materjalide omadusi. https://www.tandfonline.com/STAM

Dr Yoshikazu Shinohara
STAM-i kirjastuse direktor
E-mail: SHINOHARA.Yoshikazu@nims.go.jp

Pressiteade, mida levitab Asia Research News arenenud materjalide teaduse ja tehnoloogia jaoks.

Autoriõigus 2022 ACN Newswire. Kõik õigused kaitstud. www.acnnewswire.comPisikesed sidemed, mis tekitavad liikumisele elektrit, võivad kiirendada haavade paranemist ja kudede taastumist. Taiwani teadlased vaatasid ajakirjas Science and Technology of Advanced Materials läbi haavade paranemise tehnoloogia uusimad edusammud ja võimalikud rakendused. Allikas: https://www.acnnewswire.com/press-release/english/72512/