Ετικέτα: Βιομηχανικός
Εκτακτες ειδήσεις
Οι μικροσκοπικές ηλεκτρικές γεννήτριες θα μπορούσαν να επιταχύνουν την επούλωση των πληγών
 |
Η φυσική διαδικασία επούλωσης πληγών περιλαμβάνει πολύπλοκες αλληλεπιδράσεις μεταξύ ιόντων, κυττάρων, αιμοφόρων αγγείων, γονιδίων και του ανοσοποιητικού συστήματος. με κάθε παίκτη να ενεργοποιείται από μια ακολουθία μοριακών γεγονότων. Ένα αναπόσπαστο μέρος αυτής της διαδικασίας περιλαμβάνει τη δημιουργία ενός ασθενούς ηλεκτρικού πεδίου από το κατεστραμμένο επιθήλιο - το στρώμα των κυττάρων που καλύπτει τον ιστό. Το ηλεκτρικό πεδίο σχηματίζεται ως αποτέλεσμα μιας βαθμίδας ιόντων στην κλίνη του τραύματος, η οποία παίζει σημαντικό ρόλο στην κατεύθυνση της μετανάστευσης των κυττάρων και στην προώθηση του σχηματισμού αιμοφόρων αγγείων στην περιοχή.
Οι επιστήμονες ανακάλυψαν στα μέσα έως τα τέλη του 1900 ότι η διέγερση ιστού με ηλεκτρικό πεδίο θα μπορούσε να βελτιώσει την επούλωση των πληγών. Η τρέχουσα έρευνα σε αυτόν τον τομέα επικεντρώνεται τώρα στην ανάπτυξη μικρών, φορητών και φθηνών μπαλωμάτων που δεν επιβαρύνονται από εξωτερικό ηλεκτρικό εξοπλισμό.
Αυτό οδήγησε σε έρευνα για πιεζοηλεκτρικά υλικά, συμπεριλαμβανομένων των φυσικών υλικών όπως κρύσταλλοι, μετάξι, ξύλο, οστά, τρίχες και καουτσούκ, και συνθετικά υλικά όπως ανάλογα χαλαζία, κεραμικά και πολυμερή. Αυτά τα υλικά παράγουν ηλεκτρικό ρεύμα όταν εκτίθενται σε μηχανική καταπόνηση. Οι νανογεννήτριες που αναπτύχθηκαν με χρήση συνθετικών υλικών είναι ιδιαίτερα ελπιδοφόρες.
Για παράδειγμα, ορισμένες ερευνητικές ομάδες διερευνούν τη χρήση αυτοτροφοδοτούμενων πιεζοηλεκτρικών νανογεννητριών κατασκευασμένων με νανοράβδους οξειδίου του ψευδαργύρου σε μια μήτρα πολυδιμεθυλσιλοξανίου για την επιτάχυνση της επούλωσης των πληγών. Το οξείδιο του ψευδαργύρου έχει το πλεονέκτημα ότι είναι πιεζοηλεκτρικό και βιοσυμβατό. Άλλοι επιστήμονες χρησιμοποιούν ικριώματα κατασκευασμένα από πολυουρεθάνη και φθοριούχο πολυβινυλιδένιο (PVDF) λόγω του υψηλού πιεζοηλεκτρισμού, της χημικής σταθερότητας, της ευκολίας κατασκευής και της βιοσυμβατότητάς τους. Αυτές και άλλες πιεζοηλεκτρικές νανογεννήτριες έχουν δείξει πολλά υποσχόμενα αποτελέσματα σε εργαστηριακές μελέτες και μελέτες σε ζώα.
Ένας άλλος τύπος συσκευής, που ονομάζεται τριβοηλεκτρική νανογεννήτρια (TENG), παράγει ηλεκτρικό ρεύμα όταν δύο υλικά διασύνδεσης έρχονται και έρχονται σε επαφή μεταξύ τους. Οι επιστήμονες έχουν πειραματιστεί με TENG που παράγουν ηλεκτρισμό από αναπνευστικές κινήσεις, για παράδειγμα, για να επιταχύνουν την επούλωση τραυμάτων σε αρουραίους. Έχουν επίσης φορτώσει τα έμπλαστρα TENG με αντιβιοτικά για να διευκολύνουν την επούλωση των πληγών θεραπεύοντας επίσης την τοπική μόλυνση.
«Οι πιεζοηλεκτρικές και οι τριβοηλεκτρικές νανογεννήτριες είναι εξαιρετικοί υποψήφιοι για αυτοβοηθούμενη επούλωση τραυμάτων λόγω του μικρού βάρους, της ευελιξίας, της ελαστικότητας και της βιοσυμβατότητάς τους», λέει ο βιομηχανικός Zong-Hong Lin του Εθνικού Πανεπιστημίου Tsing Hua στην Ταϊβάν. «Αλλά εξακολουθούν να υπάρχουν πολλά σημεία συμφόρησης στην κλινική τους εφαρμογή».
Για παράδειγμα, πρέπει ακόμα να προσαρμοστούν ώστε να είναι κατάλληλα για το μέγεθος, καθώς οι διαστάσεις του τραύματος ποικίλλουν πολύ. Πρέπει επίσης να στερεώνονται σταθερά χωρίς να επηρεάζονται αρνητικά ή να διαβρώνονται από τα υγρά που εκπέμπουν φυσικά από τις πληγές.
«Ο μελλοντικός μας στόχος είναι να αναπτύξουμε οικονομικά αποδοτικά και εξαιρετικά αποδοτικά συστήματα επίδεσης τραυμάτων για πρακτικές κλινικές εφαρμογές», λέει ο Lin.
Περαιτέρω πληροφορίες
Ζονγκ-Χονγκ Λιν
Εθνικό Πανεπιστήμιο Tsing Hua
Email: linzh@mx.nthu.edu.tw
Ερευνητική εργασία: https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/14686996.2021.2015249
Σχετικά με την Επιστήμη και την Τεχνολογία Προηγμένων Υλικών (STAM)
Το περιοδικό Open Access STAM δημοσιεύει εξαιρετικά ερευνητικά άρθρα σε όλες τις πτυχές της επιστήμης των υλικών, συμπεριλαμβανομένων των λειτουργικών και δομικών υλικών, των θεωρητικών αναλύσεων και των ιδιοτήτων των υλικών. https://www.tandfonline.com/STAM
Δρ Yoshikazu Shinohara
Διευθυντής εκδόσεων STAM
Email: SHINOHARA.Yoshikazu@nims.go.jp
Δελτίο τύπου που διανέμεται από την Asia Research News for Science and Technology of Advanced Materials.
Πνευματικά δικαιώματα 2022 ACN Newswire. Ολα τα δικαιώματα διατηρούνται. www.acnnewswire.comΜικροσκοπικοί επίδεσμοι που παράγουν ηλεκτρισμό ως απόκριση στην κίνηση θα μπορούσαν να επιταχύνουν την επούλωση των πληγών και την αναγέννηση των ιστών. Επιστήμονες στην Ταϊβάν εξέτασαν τις τελευταίες εξελίξεις και πιθανές εφαρμογές της τεχνολογίας επούλωσης πληγών στο περιοδικό Science and Technology of Advanced Materials.
Τελευταία Νοημοσύνη
