Pienet sähkögeneraattorit voivat nopeuttaa haavan paranemista

TSUKUBA, Japani, 18. tammikuuta 2022 – (ACN Newswire) – Pienet sidokset, jotka tuottavat sähköä vasteena liikkeelle, voivat nopeuttaa haavan paranemista ja kudosten uusiutumista. Taiwanilaiset tutkijat arvioivat haavanhoitoteknologian viimeisimpiä edistysaskeleita ja mahdollisia sovelluksia Science and Technology of Advanced Materials -lehdessä.

Luonnollinen haavan paranemisprosessi sisältää monimutkaisia ​​vuorovaikutuksia ionien, solujen, verisuonten, geenien ja immuunijärjestelmän välillä; jokaisen pelaajan laukaisee molekyylitapahtumien sarja. Olennainen osa tätä prosessia sisältää heikon sähkökentän luomisen vaurioituneen epiteelin – kudosta peittävän solukerroksen – toimesta. Sähkökenttä muodostuu haavapohjaan ionigradientin seurauksena, jolla on tärkeä rooli solujen migraation ohjaamisessa ja alueen verisuonten muodostumisen edistämisessä.

Tutkijat havaitsivat 1900-luvun puolivälissä tai loppupuolella, että kudoksen stimulointi sähkökentällä voisi parantaa haavan paranemista. Tämän alan nykyinen tutkimus keskittyy nyt pienten, puettavien ja halpojen korjaustiedostojen kehittämiseen, joita ulkoiset sähkölaitteet eivät rasita.

Tämä on johtanut pietsosähköisten materiaalien tutkimukseen, mukaan lukien luonnonmateriaalit, kuten kiteet, silkki, puu, luu, hiukset ja kumi, sekä synteettiset materiaalit, kuten kvartsianalogit, keramiikka ja polymeerit. Nämä materiaalit tuottavat sähkövirtaa, kun ne altistetaan mekaaniselle rasitukselle. Erityisen lupaavia ovat synteettisistä materiaaleista kehitetyt nanogeneraattorit.

Jotkut tutkimusryhmät esimerkiksi tutkivat omavoimaisten pietsosähköisten nanogeneraattoreiden käyttöä, jotka on valmistettu sinkkioksidin nanosauvista polydimetyylisiloksaanimatriisissa haavan paranemisen nopeuttamiseksi. Sinkkioksidilla on se etu, että se on pietsosähköinen ja bioyhteensopiva. Muut tutkijat käyttävät polyuretaanista ja polyvinylideenifluoridista (PVDF) valmistettuja telineitä niiden korkean pietsosähköisyyden, kemiallisen stabiilisuuden, valmistuksen helppouden ja bioyhteensopivuuden vuoksi. Nämä ja muut pietsosähköiset nanogeneraattorit ovat osoittaneet lupaavia tuloksia laboratorio- ja eläintutkimuksissa.

Toinen laitetyyppi, nimeltään triboelectric nanogenerator (TENG), tuottaa sähkövirran, kun kaksi liitäntämateriaalia joutuvat kosketuksiin toistensa kanssa. Tutkijat ovat kokeilleet TENG:itä, jotka tuottavat sähköä hengitysliikkeistä esimerkiksi nopeuttamaan rottien haavan paranemista. He ovat myös ladanneet TENG-laastareita antibiooteilla helpottamaan haavan paranemista hoitamalla myös paikallisia infektioita.

"Pietsosähköiset ja tribosähköiset nanogeneraattorit ovat erinomaisia ​​ehdokkaita itseavusteiseen haavan paranemiseen niiden keveyden, joustavuuden, joustavuuden ja biologisen yhteensopivuuden vuoksi", sanoo bioinsinööri Zong-Hong Lin Taiwanin kansallisesta Tsing Hua -yliopistosta. "Mutta niiden kliinisissä sovelluksissa on edelleen useita pullonkauloja."

Esimerkiksi niitä on vielä mukautettava, jotta ne sopivat kokoon, koska haavan mitat vaihtelevat suuresti. Ne on myös kiinnitettävä tiukasti ilman, että haavoista luonnollisesti erittyvät nesteet vaikuttavat niihin negatiivisesti tai syövyttämättä niitä.

"Tulevaisuuden tavoitteemme on kehittää kustannustehokkaita ja erittäin tehokkaita haavasidosjärjestelmiä käytännön kliinisiin sovelluksiin", Lin sanoo.

Lisätietoja
Zong-Hong Lin
Kansallinen Tsing Huan yliopisto
Sähköposti: linzh@mx.nthu.edu.tw

Tutkimus paperi: https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/14686996.2021.2015249

Tietoja edistyneiden materiaalien tieteestä ja teknologiasta (STAM)

Avoimessa lehdessä STAM julkaisee erinomaisia ​​tutkimusartikkeleita kaikilla materiaalitieteiden osa-alueilla, mukaan lukien toiminnalliset ja rakennemateriaalit, teoreettiset analyysit ja materiaalien ominaisuudet. https://www.tandfonline.com/STAM

Tohtori Yoshikazu Shinohara
STAM-julkaisujohtaja
Sähköposti: SHINOHARA.Yoshikazu@nims.go.jp

Lehdistötiedote, jonka levittää Asia Research News for Science and Technology of Advanced Materials.

Tekijänoikeus 2022 ACN Newswire. Kaikki oikeudet pidätetään. www.acnnewswire.comPienet sidokset, jotka tuottavat sähköä vasteena liikkeelle, voivat nopeuttaa haavan paranemista ja kudosten uusiutumista. Taiwanilaiset tutkijat arvioivat haavanhoitoteknologian viimeisimpiä edistysaskeleita ja mahdollisia sovelluksia Science and Technology of Advanced Materials -lehdessä. Lähde: https://www.acnnewswire.com/press-release/english/72512/