Majhni električni generatorji bi lahko pospešili celjenje ran

TSUKUBA, Japan, Jan 18, 2022 – (ACN Newswire) – Tiny dressings that generate electricity in response to movement could accelerate wound healing and tissue regeneration. Scientists in Taiwan reviewed the latest advances and potential applications of wound healing technology in the journal Science and Technology of Advanced Materials.

Naravni proces celjenja ran vključuje kompleksne interakcije med ioni, celicami, krvnimi žilami, geni in imunskim sistemom; z vsakim igralcem, ki ga sproži zaporedje molekularnih dogodkov. Sestavni del tega procesa je ustvarjanje šibkega električnega polja s poškodovanim epitelijem – plastjo celic, ki prekriva tkivo. Električno polje nastane kot posledica ionskega gradienta v postelji rane, ki ima pomembno vlogo pri usmerjanju celične migracije in spodbujanju nastajanja krvnih žil na tem območju.

Znanstveniki so od sredine do poznih 1900. stoletja odkrili, da lahko stimulacija tkiva z električnim poljem izboljša celjenje ran. Sedanje raziskave na tem področju so zdaj osredotočene na razvoj majhnih, nosljivih in poceni popravkov, ki niso obremenjeni z zunanjo električno opremo.

To je privedlo do raziskav piezoelektričnih materialov, vključno z naravnimi materiali, kot so kristali, svila, les, kost, lasje in guma, ter sintetičnih materialov, kot so analogi kremena, keramika in polimeri. Ti materiali ustvarjajo električni tok, ko so izpostavljeni mehanskim obremenitvam. Posebno obetavni so nanogeneratorji, razviti iz sintetičnih materialov.

Na primer, nekatere raziskovalne skupine raziskujejo uporabo piezoelektričnih nanogeneratorjev z lastnim napajanjem, narejenih z nanopalicami cinkovega oksida na matrici iz polidimetilsiloksana za pospeševanje celjenja ran. Prednost cinkovega oksida je, da je piezoelektričen in biokompatibilen. Drugi znanstveniki uporabljajo ogrodja iz poliuretana in poliviniliden fluorida (PVDF) zaradi njihove visoke piezoelektričnosti, kemične stabilnosti, enostavne izdelave in biokompatibilnosti. Ti in drugi piezoelektrični nanogeneratorji so pokazali obetavne rezultate v laboratorijskih študijah in študijah na živalih.

Druga vrsta naprave, imenovana triboelektrični nanogenerator (TENG), proizvaja električni tok, ko dva vmesna materiala prideta v stik in izstopita drug z drugim. Znanstveniki so eksperimentirali s TENG-ji, ki proizvajajo elektriko iz dihalnih gibov, da bi na primer pospešili celjenje ran pri podganah. Prav tako so naložili obliže TENG z antibiotiki za lažje celjenje ran z zdravljenjem tudi lokalizirane okužbe.

"Piezoelektrični in triboelektrični nanogeneratorji so odlični kandidati za samopomoč pri celjenju ran zaradi svoje majhne teže, prožnosti, elastičnosti in biokompatibilnosti," pravi bioinženir Zong-Hong Lin z nacionalne univerze Tsing Hua v Tajvanu. "Vendar še vedno obstaja več ozkih grl pri njihovi klinični uporabi."

Na primer, še vedno jih je treba prilagoditi, da ustrezajo velikosti, saj se dimenzije rane zelo razlikujejo. Prav tako morajo biti trdno pritrjeni, ne da bi jih tekočine, ki naravno izhajajo iz ran, negativno vplivale ali razjedale.

"Naš prihodnji cilj je razviti stroškovno učinkovite in zelo učinkovite sisteme za preveze ran za praktično klinično uporabo," pravi Lin.

Nadaljne informacije
Zong-Hong Lin
Nacionalna univerza Tsing Hua
e-naslov: linzh@mx.nthu.edu.tw

Raziskovalna naloga: https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/14686996.2021.2015249

O znanosti in tehnologiji naprednih materialov (STAM)

Revija STAM z odprtim dostopom objavlja izjemne raziskovalne članke o vseh vidikih znanosti o materialih, vključno s funkcionalnimi in strukturnimi materiali, teoretičnimi analizami in lastnostmi materialov. https://www.tandfonline.com/STAM

Dr. Yoshikazu Shinohara
Direktor založništva STAM
e-naslov: SHINOHARA.Yoshikazu@nims.go.jp

Sporočilo za javnost, ki ga distribuira Asia Research News za znanost in tehnologijo naprednih materialov.

Copyright 2022 ACN Newswire. Vse pravice pridržane. www.acnnewswire.comMajhne obloge, ki proizvajajo elektriko kot odziv na gibanje, lahko pospešijo celjenje ran in regeneracijo tkiva. Tajvanski znanstveniki so v reviji Science and Technology of Advanced Materials pregledali najnovejši napredek in možne uporabe tehnologije za celjenje ran. Vir: https://www.acnnewswire.com/press-release/english/72512/