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小さな発電機は創傷治癒を加速する可能性があります
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自然な創傷治癒プロセスには、イオン、細胞、血管、遺伝子、および免疫系の間の複雑な相互作用が含まれます。 すべてのプレイヤーが一連の分子イベントによってトリガーされます。 このプロセスの不可欠な部分は、損傷した上皮（組織を覆う細胞の層）による弱い電界の生成を伴います。 電場は、創傷床のイオン勾配の結果として形成されます。これは、細胞の移動を指示し、その領域での血管形成を促進する上で重要な役割を果たします。
科学者たちは、1900年代半ばから後半に、電場で組織を刺激することで創傷治癒を改善できることを発見しました。 この分野の現在の研究は、外部の電気機器に邪魔されない、小さくてウェアラブルで安価なパッチの開発に焦点を合わせています。
これにより、結晶、絹、木、骨、髪、ゴムなどの天然素材や、水晶類似体、セラミック、ポリマーなどの合成材料を含む圧電材料の研究につながりました。 これらの材料は、機械的応力にさらされると電流を生成します。 合成材料を使用して開発されたナノ発電機は特に有望です。
たとえば、一部の研究チームは、創傷治癒を促進するために、ポリジメチルシロキサンマトリックス上に酸化亜鉛ナノロッドで作られたセルフパワーの圧電ナノ発電機の使用を模索しています。 酸化亜鉛には、圧電性で生体適合性があるという利点があります。 他の科学者は、その高い圧電性、化学的安定性、製造の容易さ、および生体適合性のために、ポリウレタンとポリフッ化ビニリデン（PVDF）から作られた足場を使用しています。 これらおよび他の圧電ナノ発電機は、実験室および動物研究で有望な結果を示しています。
摩擦電気ナノ発電機（TENG）と呼ばれる別のタイプのデバイスは、XNUMXつのインターフェース材料が互いに接触したり接触したりしないときに電流を生成します。 科学者たちは、たとえばラットの創傷治癒を促進するために、呼吸の動きから電気を生成するTENGを実験しました。 彼らはまた、局所感染を治療することによって創傷治癒を促進するために抗生物質をTENGパッチにロードしました。
「圧電および摩擦電気ナノ発電機は、軽量、柔軟性、弾力性、生体適合性があるため、自助創傷治癒の優れた候補です」と、台湾の国立清華大学のバイオエンジニアであるZong-HongLin氏は述べています。 「しかし、それらの臨床応用にはまだいくつかのボトルネックがあります。」
たとえば、傷の寸法は大きく異なるため、サイズに合わせてカスタマイズする必要があります。 また、傷口から自然に滲出する液体によって悪影響を受けたり腐食したりすることなく、しっかりと取り付ける必要があります。
「私たちの将来の目標は、実用的な臨床応用のための費用効果が高く効率の高い創傷被覆材システムを開発することです」とLin氏は述べています。
さらに詳しい情報
ゾンホンリン
国立清華大学
Email: linzh@mx.nthu.edu.tw
研究論文： https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/14686996.2021.2015249
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篠原義和博士
STAMパブリッシングディレクター
Email: 篠原良和@nims.go.jp
先端材料の科学と技術のためのアジア研究ニュースによって配布されたプレスリリース。
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