Drobné obväzy, ktoré generujú elektrinu v reakcii na pohyb, by mohli urýchliť hojenie rán a regeneráciu tkaniva. Vedci z Taiwanu zhodnotili najnovšie pokroky a potenciálne aplikácie technológie hojenia rán v časopise Science and Technology of Advanced Materials.

Prirodzený proces hojenia rán zahŕňa komplexné interakcie medzi iónmi, bunkami, krvnými cievami, génmi a imunitným systémom, pričom každý hráč je spúšťaný sledom molekulárnych udalostí. Neoddeliteľnou súčasťou tohto procesu je vytváranie slabého elektrického poľa poškodeným epitelom – vrstvou buniek pokrývajúcich tkanivo. Elektrické pole vzniká v dôsledku iónového gradientu v lôžku rany, ktorý hrá dôležitú úlohu pri riadení migrácie buniek a podpore tvorby krvných ciev v danej oblasti.

Vedci zistili až koncom 20. storočia, že stimulácia tkaniva elektrickým poľom môže zlepšiť hojenie rán. Súčasný výskum v tejto oblasti sa teraz zameriava na vývoj malých, nositeľných a lacných náplastí, ktoré nie sú zaťažené externými elektrickými zariadeniami.

To viedlo k výskumu piezoelektrických materiálov vrátane prírodných materiálov, ako sú kryštály, hodváb, drevo, kosť, vlasy a guma a syntetických materiálov, ako sú analógy kremeňa, keramika a polyméry. Tieto materiály generujú elektrický prúd, keď sú vystavené mechanickému namáhaniu. Obzvlášť sľubné sú nanogenerátory vyvinuté pomocou syntetických materiálov.

Niektoré výskumné tímy napríklad skúmajú použitie piezoelektrických nanogenerátorov s vlastným pohonom vyrobených z nanoriet z oxidu zinočnatého na polydimetylsiloxánovej matrici na urýchlenie hojenia rán. Oxid zinočnatý má tú výhodu, že je piezoelektrický a biokompatibilný. Iní vedci používajú lešenia vyrobené z polyuretánu a polyvinylidénfluoridu (PVDF) kvôli ich vysokej piezoelektrickosti, chemickej stabilite, jednoduchosti výroby a biokompatibilite. Tieto a ďalšie piezoelektrické nanogenerátory ukázali sľubné výsledky v laboratórnych štúdiách a štúdiách na zvieratách.

Iný typ zariadenia, nazývaný triboelektrický nanogenerátor (TENG), produkuje elektrický prúd, keď sa dva vzájomne prepojené materiály dostanú do vzájomného kontaktu a mimo neho. Vedci experimentovali s TENG, ktoré generujú elektrinu z dýchacích pohybov, napríklad na urýchlenie hojenia rán u potkanov. Náplasti TENG tiež naplnili antibiotikami na uľahčenie hojenia rán tým, že liečia aj lokalizovanú infekciu.

„Piezoelektrické a triboelektrické nanogenerátory sú vynikajúcimi kandidátmi na samopomocné hojenie rán vďaka svojej nízkej hmotnosti, flexibilite, elasticite a biokompatibilite,“ hovorí bioinžinier Zong-Hong Lin z Národnej univerzity Tsing Hua na Taiwane. „Ale stále existuje niekoľko prekážok ich klinickej aplikácie.“

Napríklad, stále je potrebné ich prispôsobiť tak, aby vyhovovali veľkosti, pretože rozmery rany sa značne líšia. Musia byť tiež pevne pripevnené bez toho, aby boli negatívne ovplyvnené alebo korodované tekutinami, ktoré prirodzene vychádzajú z rán.

„Naším budúcim cieľom je vyvinúť nákladovo efektívne a vysoko efektívne systémy obväzov na rany pre praktické klinické aplikácie,“ hovorí Lin.

Zdroj: nano-magazine.com