Små elektriske generatorer kunne fremskynde sårheling

Små bandager, der genererer elektricitet som reaktion på bevægelse, kan fremskynde sårheling og vævsregenerering. Forskere i Taiwan gennemgik de seneste fremskridt og potentielle anvendelser af sårhelingsteknologi i tidsskriftet Science and Technology of Advanced Materials .

Den naturlige sårhelingsproces involverer komplekse interaktioner mellem ioner, celler, blodkar, gener og immunsystemet, hvor hver spiller udløses af en sekvens af molekylære hændelser. En integreret del af denne proces involverer generering af et svagt elektrisk felt af det beskadigede epitel - det lag af celler, der dækker væv. Det elektriske felt dannes som et resultat af en iongradient i sårbunden, som spiller en vigtig rolle i at styre cellemigration og fremme dannelsen af ​​blodkar i området.

Forskere opdagede i midten til slutningen af ​​1900-tallet, at stimulering af væv med et elektrisk felt kunne forbedre sårheling. Aktuel forskning på dette område er nu fokuseret på at udvikle små, bærbare og billige plastre, der ikke er behæftet med eksternt elektrisk udstyr.

Dette har ført til forskning i piezoelektriske materialer, herunder naturlige materialer som krystaller, silke, træ, knogler, hår og gummi, og syntetiske materialer som kvartsanaloger, keramik og polymerer. Disse materialer genererer en elektrisk strøm, når de udsættes for mekanisk belastning. Nanogeneratorer udviklet ved hjælp af de syntetiske materialer er særligt lovende.

For eksempel udforsker nogle forskerhold brugen af ​​selvdrevne piezoelektriske nanogeneratorer lavet med zinkoxid nanorods på en polydimethylsiloxan matrix til at accelerere sårheling. Zinkoxid har den fordel, at det er piezoelektrisk og biokompatibelt. Andre forskere bruger stilladser lavet af polyurethan og polyvinylidenfluorid (PVDF) på grund af deres høje piezoelektricitet, kemiske stabilitet, lette fremstilling og biokompatibilitet. Disse og andre piezoelektriske nanogeneratorer har vist lovende resultater i laboratorie- og dyreforsøg.

En anden type enhed, kaldet en triboelektrisk nanogenerator (TENG), producerer en elektrisk strøm, når to grænsefladematerialer kommer i og ud af kontakt med hinanden. Forskere har eksperimenteret med TENG'er, der genererer elektricitet fra vejrtrækningsbevægelser, for eksempel for at fremskynde sårheling hos rotter. De har også fyldt TENG plastre med antibiotika for at lette sårheling ved også at behandle lokaliseret infektion.

"Piezoelektriske og triboelektriske nanogeneratorer er fremragende kandidater til selvassisteret sårheling på grund af deres lette vægt, fleksibilitet, elasticitet og biokompatibilitet," siger bioingeniør Zong-Hong Lin fra National Tsing Hua University i Taiwan. "Men der er stadig flere flaskehalse ved deres kliniske anvendelse."

For eksempel skal de stadig tilpasses, så de passer til størrelsen, da sårets dimensioner varierer meget. De skal også være solidt fastgjort uden at blive negativt påvirket eller korroderet af de væsker, der naturligt udstråler fra sår.

"Vores fremtidige mål er at udvikle omkostningseffektive og højeffektive sårforbindingssystemer til praktiske kliniske anvendelser," siger Lin. + Udforsk yderligere

3D-print af blodplasma kan fremskynde sårheling