Крошечные электрические генераторы могут ускорить заживление ран

ЦУКУБА, Япония, 18 января 2022 г. — (ACN Newswire) — Крошечные повязки, которые генерируют электричество в ответ на движение, могут ускорить заживление ран и регенерацию тканей. Тайваньские ученые рассмотрели последние достижения и потенциальные области применения технологии заживления ран в журнале Science and Technology of Advanced Materials.

Естественный процесс заживления ран включает сложные взаимодействия между ионами, клетками, кровеносными сосудами, генами и иммунной системой; с каждым игроком, вызванным последовательностью молекулярных событий. Неотъемлемой частью этого процесса является генерация слабого электрического поля поврежденным эпителием – слоем клеток, покрывающим ткань. Электрическое поле формируется в результате ионного градиента в ложе раны, которое играет важную роль в направлении миграции клеток и способствовании образованию кровеносных сосудов в этой области.

В середине-конце 1900-х годов ученые обнаружили, что стимуляция тканей электрическим полем может улучшить заживление ран. Текущие исследования в этой области в настоящее время сосредоточены на разработке небольших, носимых и недорогих патчей, которые не обременены внешним электрическим оборудованием.

Это привело к исследованиям пьезоэлектрических материалов, включая природные материалы, такие как кристаллы, шелк, дерево, кость, волосы и резина, а также синтетические материалы, такие как аналоги кварца, керамика и полимеры. Эти материалы генерируют электрический ток при механическом воздействии. Особенно перспективны наногенераторы, разработанные с использованием синтетических материалов.

Например, некоторые исследовательские группы изучают возможность использования пьезоэлектрических наногенераторов с автономным питанием, изготовленных из наностержней оксида цинка на полидиметилсилоксановой матрице, для ускорения заживления ран. Оксид цинка имеет то преимущество, что он пьезоэлектрический и биосовместимый. Другие ученые используют каркасы из полиуретана и поливинилиденфторида (ПВДФ) из-за их высокой пьезоэлектричности, химической стабильности, простоты изготовления и биосовместимости. Эти и другие пьезоэлектрические наногенераторы показали многообещающие результаты в лабораторных исследованиях и исследованиях на животных.

Другой тип устройства, называемый трибоэлектрическим наногенератором (ТЭНГ), вырабатывает электрический ток, когда два сопрягающихся материала входят в контакт друг с другом и выходят из него. Ученые экспериментировали с ТЭНами, генерирующими электричество при дыхательных движениях, например, для ускорения заживления ран у крыс. Они также загрузили пластыри TENG антибиотиками, чтобы облегчить заживление ран, а также вылечить локализованную инфекцию.

«Пьезоэлектрические и трибоэлектрические наногенераторы являются отличными кандидатами для самостоятельного заживления ран благодаря их легкому весу, гибкости, эластичности и биосовместимости», — говорит биоинженер Цзун-Хонг Линь из Национального университета Цин Хуа на Тайване. «Но есть еще несколько узких мест в их клиническом применении».

Например, их по-прежнему необходимо настраивать, чтобы они подходили по размеру, поскольку размеры ран сильно различаются. Они также должны быть прочно прикреплены, не подвергаясь негативному воздействию или коррозии со стороны жидкостей, которые естественным образом выделяются из ран.

«Наша будущая цель — разработать экономичные и высокоэффективные системы перевязки ран для практического клинического применения», — говорит Лин.

Дополнительная информация
Цзун-Хонг Лин
Национальный университет Цин Хуа
Эл. почта: linzh@mx.nthu.edu.tw

Научно-исследовательская работа: https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/14686996.2021.2015249

О науке и технологии перспективных материалов (STAM)

Журнал открытого доступа STAM публикует выдающиеся исследовательские статьи по всем аспектам материаловедения, включая функциональные и конструкционные материалы, теоретический анализ и свойства материалов. https://www.tandfonline.com/STAM

Доктор Йошиказу Шинохара
Издательский директор СТАМ
Эл. почта: СИНОХАРА.Йошиказу@nims.go.jp

Пресс-релиз, распространенный Asia Research News for Science and Technology of Advanced Materials.

Copyright 2022 ACN Newswire. Все права защищены. www.acnnewswire.com Крошечные шлихты производят электричество в ответ на движение смогли ускорить заживление раны и регенерацию ткани. Тайваньские ученые рассмотрели последние достижения и потенциальные области применения технологии заживления ран в журнале Science and Technology of Advanced Materials. Источник: https://www.acnnewswire.com/press-release/english/72512/