Generatoarele electrice mici ar putea accelera vindecarea rănilor

TSUKUBA, Japonia, 18 ianuarie 2022 – (ACN Newswire) – Pansamentele minuscule care generează electricitate ca răspuns la mișcare ar putea accelera vindecarea rănilor și regenerarea țesuturilor. Oamenii de știință din Taiwan au analizat cele mai recente progrese și potențialele aplicații ale tehnologiei de vindecare a rănilor în revista Science and Technology of Advanced Materials.

Procesul natural de vindecare a rănilor implică interacțiuni complexe între ioni, celule, vase de sânge, gene și sistemul imunitar; cu fiecare jucător declanșat de o secvență de evenimente moleculare. O parte integrantă a acestui proces implică generarea unui câmp electric slab de către epiteliul deteriorat - stratul de celule care acoperă țesutul. Câmpul electric se formează ca urmare a unui gradient de ioni în patul plăgii, care joacă un rol important în dirijarea migrației celulare și în promovarea formării vaselor de sânge în zonă.

Oamenii de știință au descoperit la mijlocul și sfârșitul anilor 1900 că stimularea țesutului cu un câmp electric ar putea îmbunătăți vindecarea rănilor. Cercetările curente în acest domeniu se concentrează acum pe dezvoltarea unor patch-uri mici, purtabile și ieftine, care nu sunt grevate de echipamente electrice externe.

Acest lucru a condus la cercetări privind materialele piezoelectrice, inclusiv materiale naturale precum cristalele, mătasea, lemnul, oasele, părul și cauciucul și materialele sintetice, cum ar fi analogii de cuarț, ceramica și polimerii. Aceste materiale generează curent electric atunci când sunt expuse la solicitări mecanice. Nanogeneratoarele dezvoltate folosind materiale sintetice sunt deosebit de promițătoare.

De exemplu, unele echipe de cercetare explorează utilizarea nanogeneratoarelor piezoelectrice auto-alimentate realizate cu nanorods de oxid de zinc pe o matrice de polidimetilsiloxan pentru accelerarea vindecării rănilor. Oxidul de zinc are avantajul de a fi piezoelectric și biocompatibil. Alți oameni de știință folosesc schele fabricate din poliuretan și fluorură de poliviniliden (PVDF) datorită piezoelectricității ridicate, stabilității chimice, ușurinței de fabricare și biocompatibilității. Acestea și alte nanogeneratoare piezoelectrice au arătat rezultate promițătoare în studii de laborator și pe animale.

Un alt tip de dispozitiv, numit nanogenerator triboelectric (TENG), produce un curent electric atunci când două materiale de interfață intră și ies în contact unul cu celălalt. Oamenii de știință au experimentat cu TENG-uri care generează electricitate din mișcările de respirație, de exemplu, pentru a accelera vindecarea rănilor la șobolani. De asemenea, au încărcat plasturi TENG cu antibiotice pentru a facilita vindecarea rănilor tratând și infecțiile localizate.

„Nanogeneratoarele piezoelectrice și triboelectrice sunt candidați excelenți pentru vindecarea autoasistată a rănilor datorită greutății, flexibilității, elasticității și biocompatibilității lor”, spune bioinginerul Zong-Hong Lin de la Universitatea Națională Tsing Hua din Taiwan. „Dar există încă câteva blocaje în aplicarea lor clinică”.

De exemplu, trebuie să fie personalizate, astfel încât să fie potrivite pentru dimensiune, deoarece dimensiunile plăgii variază foarte mult. De asemenea, trebuie să fie ferm atașate, fără a fi afectate negativ sau corodate de fluidele care emană în mod natural din răni.

„Scopul nostru viitor este să dezvoltăm sisteme de pansament pentru plăgi rentabile și extrem de eficiente pentru aplicații clinice practice”, spune Lin.

Informatii suplimentare
Zong-Hong Lin
Universitatea Națională Tsing Hua
E-mail: linzh@mx.nthu.edu.tw

Lucrare de cercetare: https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/14686996.2021.2015249

Despre Știința și Tehnologia Materialelor Avansate (STAM)

Jurnalul cu acces deschis STAM publică articole de cercetare remarcabile în toate aspectele științei materialelor, inclusiv materiale funcționale și structurale, analize teoretice și proprietăți ale materialelor. https://www.tandfonline.com/STAM

Dr. Yoshikazu Shinohara
Director Editura STAM
E-mail: SHINOHARA.Yoshikazu@nims.go.jp

Comunicat de presă distribuit de Asia Research News pentru Știința și Tehnologia Materialelor Avansate.

Copyright 2022 ACN Newswire. Toate drepturile rezervate. www.acnnewswire.com Pansamentele minuscule care generează electricitate ca răspuns la mișcare ar putea accelera vindecarea rănilor și regenerarea țesuturilor. Oamenii de știință din Taiwan au analizat cele mai recente progrese și potențialele aplicații ale tehnologiei de vindecare a rănilor în revista Science and Technology of Advanced Materials. Sursă: https://www.acnnewswire.com/press-release/english/72512/