De minuscules générateurs électriques pourraient accélérer la cicatrisation des plaies

TSUKUBA, Japon, 18 janvier 2022 – (ACN Newswire) – De minuscules pansements qui génèrent de l'électricité en réponse au mouvement pourraient accélérer la cicatrisation des plaies et la régénération des tissus. Des scientifiques de Taiwan ont passé en revue les dernières avancées et applications potentielles de la technologie de cicatrisation des plaies dans la revue Science and Technology of Advanced Materials.

Le processus naturel de cicatrisation des plaies implique des interactions complexes entre les ions, les cellules, les vaisseaux sanguins, les gènes et le système immunitaire ; avec chaque joueur déclenché par une séquence d'événements moléculaires. Une partie intégrante de ce processus implique la génération d'un champ électrique faible par l'épithélium endommagé - la couche de cellules recouvrant les tissus. Le champ électrique se forme à la suite d'un gradient ionique dans le lit de la plaie, qui joue un rôle important dans la direction de la migration cellulaire et la promotion de la formation de vaisseaux sanguins dans la région.

Les scientifiques ont découvert entre le milieu et la fin des années 1900 que la stimulation des tissus avec un champ électrique pouvait améliorer la cicatrisation des plaies. Les recherches actuelles dans ce domaine se concentrent désormais sur le développement de petits patchs portables et peu coûteux qui ne sont pas encombrés par des équipements électriques externes.

Cela a conduit à des recherches sur les matériaux piézoélectriques, y compris les matériaux naturels comme les cristaux, la soie, le bois, les os, les cheveux et le caoutchouc, et les matériaux synthétiques tels que les analogues de quartz, la céramique et les polymères. Ces matériaux génèrent un courant électrique lorsqu'ils sont soumis à des contraintes mécaniques. Les nanogénérateurs développés à partir des matériaux synthétiques sont particulièrement prometteurs.

Par exemple, certaines équipes de recherche explorent l'utilisation de nanogénérateurs piézoélectriques auto-alimentés fabriqués avec des nanotiges d'oxyde de zinc sur une matrice de polydiméthylsiloxane pour accélérer la cicatrisation des plaies. L'oxyde de zinc a l'avantage d'être piézoélectrique et biocompatible. D'autres scientifiques utilisent des échafaudages en polyuréthane et en fluorure de polyvinylidène (PVDF) en raison de leur piézoélectricité élevée, de leur stabilité chimique, de leur facilité de fabrication et de leur biocompatibilité. Ces nanogénérateurs piézoélectriques et d'autres ont montré des résultats prometteurs dans des études en laboratoire et sur des animaux.

Un autre type de dispositif, appelé nanogénérateur triboélectrique (TENG), produit un courant électrique lorsque deux matériaux d'interface entrent et sortent de contact l'un avec l'autre. Les scientifiques ont expérimenté des TENG qui génèrent de l'électricité à partir des mouvements respiratoires, par exemple, pour accélérer la cicatrisation des plaies chez les rats. Ils ont également chargé des patchs TENG d'antibiotiques pour faciliter la cicatrisation des plaies en traitant également les infections localisées.

"Les nanogénérateurs piézoélectriques et triboélectriques sont d'excellents candidats pour la cicatrisation auto-assistée en raison de leur légèreté, de leur flexibilité, de leur élasticité et de leur biocompatibilité", déclare le bio-ingénieur Zong-Hong Lin de l'Université nationale Tsing Hua de Taiwan. "Mais il existe encore plusieurs goulots d'étranglement dans leur application clinique."

Par exemple, ils doivent encore être personnalisés afin qu'ils soient adaptés à la taille, car les dimensions de la plaie varient considérablement. Ils doivent également être fermement attachés sans être affectés négativement ou corrodés par les fluides qui suintent naturellement des plaies.

"Notre objectif futur est de développer des systèmes de pansements rentables et hautement efficaces pour des applications cliniques pratiques", explique Lin.

Pour en savoir plus
Zong Hong Lin
Université nationale Tsing Hua
Courriel : linzh@mx.nthu.edu.tw

Document de recherche: https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/14686996.2021.2015249

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Directeur de la publication STAM
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Communiqué de presse diffusé par Asia Research News pour la science et la technologie des matériaux avancés.

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