เครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดเล็กสามารถเร่งการสมานแผลได้

สึกุบะ, ญี่ปุ่น, 18 ม.ค. 2022 – (ACN Newswire) – น้ำสลัดเล็กๆ ที่สร้างกระแสไฟฟ้าเพื่อตอบสนองต่อการเคลื่อนไหวสามารถเร่งการสมานแผลและการสร้างเนื้อเยื่อใหม่ นักวิทยาศาสตร์ในไต้หวันได้ทบทวนความก้าวหน้าล่าสุดและการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการรักษาบาดแผลที่อาจเกิดขึ้นในวารสาร Science and Technology of Advanced Materials

กระบวนการรักษาบาดแผลตามธรรมชาตินั้นเกี่ยวข้องกับปฏิสัมพันธ์ที่ซับซ้อนระหว่างไอออน เซลล์ หลอดเลือด ยีน และระบบภูมิคุ้มกัน กับผู้เล่นทุกคนที่ถูกกระตุ้นโดยลำดับของเหตุการณ์ระดับโมเลกุล ส่วนสำคัญของกระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับการสร้างสนามไฟฟ้าที่อ่อนแอโดยเยื่อบุผิวที่เสียหาย ซึ่งเป็นชั้นของเซลล์ที่ปกคลุมเนื้อเยื่อ สนามไฟฟ้าเกิดจากการไล่ระดับไอออนในเตียงแผล ซึ่งมีบทบาทสำคัญในการควบคุมการย้ายเซลล์และส่งเสริมการสร้างหลอดเลือดในบริเวณนั้น

นักวิทยาศาสตร์ค้นพบในช่วงกลางถึงปลายทศวรรษ 1900 ว่าการกระตุ้นเนื้อเยื่อด้วยสนามไฟฟ้าสามารถปรับปรุงการรักษาบาดแผลได้ การวิจัยในปัจจุบันในสาขานี้มุ่งเน้นไปที่การพัฒนาแพทช์ขนาดเล็ก สวมใส่ได้ และราคาไม่แพง ที่อุปกรณ์ไฟฟ้าภายนอกไม่กีดขวาง

สิ่งนี้นำไปสู่การวิจัยเกี่ยวกับวัสดุเพียโซอิเล็กทริก ซึ่งรวมถึงวัสดุธรรมชาติ เช่น คริสตัล ผ้าไหม ไม้ กระดูก ผมและยาง และวัสดุสังเคราะห์ เช่น ควอตซ์แอนะล็อก เซรามิก และโพลีเมอร์ วัสดุเหล่านี้สร้างกระแสไฟฟ้าเมื่อสัมผัสกับความเค้นทางกล เครื่องกำเนิดนาโนที่พัฒนาโดยใช้วัสดุสังเคราะห์มีแนวโน้มที่ดีเป็นพิเศษ

ตัวอย่างเช่น ทีมวิจัยบางทีมกำลังสำรวจการใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้านาโนอิเล็กทริกแบบเพียโซอิเล็กทริกที่ขับเคลื่อนด้วยตัวเองซึ่งทำด้วยแท่งนาโนซิงค์ออกไซด์บนโพลีไดเมทิลไซลอกเซนเมทริกซ์เพื่อเร่งการสมานแผล ซิงค์ออกไซด์มีข้อดีคือเป็นเพียโซอิเล็กทริกและเข้ากันได้ทางชีวภาพ นักวิทยาศาสตร์คนอื่นๆ กำลังใช้โครงนั่งร้านที่ทำจากโพลียูรีเทนและโพลีไวนิลลิดีนฟลูออไรด์ (PVDF) เนื่องจากมี piezoelectricity สูง มีความคงตัวทางเคมี ความง่ายในการผลิต และความเข้ากันได้ทางชีวภาพ เครื่องกำเนิดไฟฟ้านาโนชนิดเพียโซอิเล็กทริกเหล่านี้และอื่น ๆ ได้แสดงผลที่น่าพึงพอใจในการศึกษาในห้องปฏิบัติการและในสัตว์ทดลอง

อุปกรณ์อีกประเภทหนึ่งที่เรียกว่าเครื่องกำเนิดนาโนไทรโบอิเล็กทริก (TENG) ผลิตกระแสไฟฟ้าเมื่อวัสดุเชื่อมต่อสองชนิดเข้าและออกจากกัน นักวิทยาศาสตร์ได้ทดลองกับ TENG ที่สร้างกระแสไฟฟ้าจากการหายใจ เช่น เพื่อเร่งการหายของบาดแผลในหนู พวกเขายังใส่แผ่นแปะ TENG ด้วยยาปฏิชีวนะเพื่อช่วยในการรักษาบาดแผลโดยรักษาการติดเชื้อเฉพาะที่

"เครื่องกำเนิดนาโนนาโนไฟฟ้าแบบเพียโซอิเล็กทริกและไทรโบอิเล็กทริกเป็นตัวเลือกที่ยอดเยี่ยมสำหรับการรักษาบาดแผลด้วยตนเอง เนื่องจากมีน้ำหนักเบา ยืดหยุ่น ยืดหยุ่น และเข้ากันได้ทางชีวภาพ" ซง-หง หลิน วิศวกรชีวภาพจากมหาวิทยาลัยชิงหวาแห่งชาติในไต้หวันกล่าว "แต่ยังคงมีปัญหาคอขวดหลายประการในการใช้งานทางคลินิก"

ตัวอย่างเช่น ยังคงต้องปรับแต่งเพื่อให้พอดีกับขนาด เนื่องจากขนาดของบาดแผลจะแตกต่างกันอย่างมาก พวกเขายังต้องติดแน่นโดยไม่ได้รับผลกระทบทางลบหรือสึกกร่อนจากของเหลวที่หลั่งออกมาจากบาดแผลตามธรรมชาติ

"เป้าหมายในอนาคตของเราคือการพัฒนาระบบปิดแผลที่คุ้มค่าและมีประสิทธิภาพสูงสำหรับการใช้งานทางคลินิกในทางปฏิบัติ" Lin กล่าว

ข้อมูลเพิ่มเติม
ซง-หง หลิน
มหาวิทยาลัยแห่งชาติซิงหัว
อีเมล: linzh@mx.nthu.edu.tw

รายงานการวิจัย: https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/14686996.2021.2015249

เกี่ยวกับวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีวัสดุขั้นสูง (STAM)

วารสารการเข้าถึงแบบเปิด STAM ตีพิมพ์บทความวิจัยที่โดดเด่นในทุกแง่มุมของวัสดุศาสตร์ รวมถึงวัสดุที่ใช้งานได้และโครงสร้าง การวิเคราะห์เชิงทฤษฎี และคุณสมบัติของวัสดุ https://www.tandfonline.com/STAM

ดร.โยชิคาสึ ชิโนฮาระ
ผู้อำนวยการสำนักพิมพ์ Stam
อีเมล: SHINOHARA.Yoshikazu@nims.go.jp

ข่าวประชาสัมพันธ์เผยแพร่โดย Asia Research News for Science and Technology of Advanced Materials

ลิขสิทธิ์ 2022 ACN Newswire สงวนลิขสิทธิ์. www.acnnewswire.comผ้าปิดแผลเล็กๆ ที่สร้างกระแสไฟฟ้าเพื่อตอบสนองต่อการเคลื่อนไหวสามารถเร่งการสมานแผลและการสร้างเนื้อเยื่อใหม่ นักวิทยาศาสตร์ในไต้หวันได้ทบทวนความก้าวหน้าล่าสุดและการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการรักษาบาดแผลที่อาจเกิดขึ้นในวารสาร Science and Technology of Advanced Materials ที่มา: https://www.acnnewswire.com/press-release/english/72512/