ژنراتورهای الکتریکی کوچک می توانند بهبود زخم را تسریع کنند

TSUKUBA، ژاپن، 18 ژانویه 2022 - (ACN Newswire) - پانسمان های کوچکی که در پاسخ به حرکت الکتریسیته تولید می کنند، می توانند بهبود زخم و بازسازی بافت را تسریع کنند. دانشمندان در تایوان آخرین پیشرفت ها و کاربردهای بالقوه فناوری ترمیم زخم را در مجله Science and Technology of Advanced Materials بررسی کردند.

فرآیند بهبود طبیعی زخم شامل برهمکنش های پیچیده بین یون ها، سلول ها، رگ های خونی، ژن ها و سیستم ایمنی است. با هر بازیکنی که توسط دنباله ای از رویدادهای مولکولی تحریک می شود. بخش جدایی ناپذیر این فرآیند شامل تولید یک میدان الکتریکی ضعیف توسط اپیتلیوم آسیب دیده - لایه ای از سلول های پوشاننده بافت است. میدان الکتریکی در نتیجه یک گرادیان یونی در بستر زخم شکل می‌گیرد که نقش مهمی در هدایت مهاجرت سلولی و ترویج تشکیل رگ‌های خونی در ناحیه دارد.

دانشمندان در اواسط تا اواخر دهه 1900 کشف کردند که تحریک بافت با میدان الکتریکی می تواند بهبود زخم را بهبود بخشد. تحقیقات کنونی در این زمینه اکنون بر روی توسعه وصله‌های کوچک، پوشیدنی و ارزان‌قیمت متمرکز شده است که توسط تجهیزات الکتریکی خارجی تحت فشار نیستند.

این منجر به تحقیقات در مورد مواد پیزوالکتریک، از جمله مواد طبیعی مانند کریستال، ابریشم، چوب، استخوان، مو و لاستیک، و مواد مصنوعی مانند آنالوگ های کوارتز، سرامیک و پلیمرها شده است. این مواد زمانی که در معرض تنش مکانیکی قرار می گیرند جریان الکتریکی تولید می کنند. نانو ژنراتورهای توسعه یافته با استفاده از مواد مصنوعی بسیار امیدوارکننده هستند.

به عنوان مثال، برخی از تیم های تحقیقاتی در حال بررسی استفاده از نانو ژنراتورهای پیزوالکتریک خودکار ساخته شده با نانومیله های اکسید روی بر روی یک ماتریس پلی دی متیل سیلوکسان برای تسریع بهبود زخم هستند. اکسید روی این مزیت را دارد که پیزوالکتریک و زیست سازگار است. دانشمندان دیگر از داربست های ساخته شده از پلی اورتان و پلی وینیلیدین فلوراید (PVDF) به دلیل پیزوالکتریک بالا، پایداری شیمیایی، سهولت ساخت و زیست سازگاری استفاده می کنند. این نانو ژنراتورهای پیزوالکتریک و سایر نانومولدهای پیزوالکتریک نتایج امیدوارکننده‌ای را در مطالعات آزمایشگاهی و حیوانی نشان داده‌اند.

نوع دیگری از دستگاه به نام نانو ژنراتور تریبوالکتریک (TENG) هنگامی که دو ماده واسط با یکدیگر تماس پیدا می کنند و از آن خارج می شوند، جریان الکتریکی تولید می کنند. دانشمندان با TENG هایی آزمایش کرده اند که از حرکات تنفسی الکتریسیته تولید می کنند، به عنوان مثال، برای تسریع در بهبود زخم در موش ها. آن‌ها همچنین پچ‌های TENG را با آنتی‌بیوتیک بارگذاری کرده‌اند تا با درمان عفونت موضعی، بهبود زخم را تسهیل کنند.

زونگ هونگ لین، مهندس زیستی از دانشگاه ملی تسینگ هوآ در تایوان، می گوید: «نانو ژنراتورهای پیزوالکتریک و تریبوالکتریک به دلیل وزن سبک، انعطاف پذیری، کشش و سازگاری زیستی، کاندیدهای بسیار خوبی برای ترمیم زخم خود کمکی هستند. "اما هنوز چندین گلوگاه برای کاربرد بالینی آنها وجود دارد."

به عنوان مثال، آنها هنوز باید سفارشی شوند تا متناسب با اندازه باشند، زیرا ابعاد زخم بسیار متفاوت است. آنها همچنین باید محکم بچسبند بدون اینکه تحت تأثیر منفی یا خوردگی مایعاتی که به طور طبیعی از زخم ها بیرون می ریزند، خورده شوند.

لین می گوید: "هدف آینده ما توسعه سیستم های پانسمان زخم مقرون به صرفه و بسیار کارآمد برای کاربردهای بالینی عملی است."

اطلاعات بیشتر
زونگ-هنگ لین
دانشگاه ملی Tsing Hua
ایمیل linzh@mx.nthu.edu.tw

مقاله تحقیقاتی: https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/14686996.2021.2015249

درباره علم و فناوری مواد پیشرفته (STAM)

مجله دسترسی آزاد STAM مقالات تحقیقاتی برجسته ای را در تمام جنبه های علم مواد، از جمله مواد عملکردی و ساختاری، تحلیل های نظری، و خواص مواد منتشر می کند. https://www.tandfonline.com/STAM

دکتر یوشیکازو شینوهارا
مدیر انتشارات STAM
ایمیل SHINOHARA.Yoshikazu@nims.go.jp

بیانیه مطبوعاتی منتشر شده توسط اخبار تحقیقات آسیا برای علم و فناوری مواد پیشرفته.

حق چاپ 2022 ACN Newswire. تمامی حقوق محفوظ است. www.acnnewswire.com پانسمان های ریز که در پاسخ به حرکت الکتریسیته تولید می کنند می توانند بهبود زخم و بازسازی بافت را تسریع کنند. دانشمندان در تایوان آخرین پیشرفت ها و کاربردهای بالقوه فناوری ترمیم زخم را در مجله Science and Technology of Advanced Materials بررسی کردند. منبع: https://www.acnnewswire.com/press-release/english/72512/