نانو ژنراتورهای الکتریکی که زخم‌ها را با سرعت ترمیم می‌کنند
نمونه‌ای از نانوژنراتورهای الکتریکی کوچک احتمالا بتوانند سرعت ترمیم زخم را افزایش دهند.
به گزارش نانومگزین، پانسمان‌های کوچکی که در واکنش به حرکت می‌توانند الکتریسیته تولید کنند، بهبود زخم و بازسازی بافت را سرعت می‌بخشند.
فرآیند طبیعی بهبود زخم، تعاملات پیچیده بین یون‌ها، سلول‌ها، رگ‌های خونی، ژن‌ها و سیستم ایمنی را در بر دارد که هر کدام از عوامل توسط یک توالی از رویدادهای مولکولی تحریک می‌شوند.
یک بخش جدایی‌ناپذیر از این فرآیند، تولید یک میدان الکتریکی ضعیف توسط اپیتلیوم آسیب‌دیده را شامل می‌شود که لایه‌ای از سلول‌های پوشاننده بافت است. میدان الکتریکی، نقش مهمی در هدایت سلول و تشکیل رگ‌های خونی در ناحیه مورد نظر دارد.
دانشمندان در اواسط تا اواخر دهه ۱۹۰۰ کشف کردند که تحریک بافت به واسطه یک میدان الکتریکی می‌تواند بهبود زخم را تقویت کند. پژوهش‌های کنونی در این زمینه اکنون بر توسعه برچسب‌های کوچک، پوشیدنی و ارزان‌قیمت متمرکز شده‌اند که توسط تجهیزات الکتریکی بیرونی تحت فشار نیستند.
این کار، به انجام گرفتن بررسی‌هایی در مورد مواد طبیعی مانند کریستال، ابریشم، چوب، استخوان، مو، لاستیک و مواد مصنوعی مانند سرامیک و پلیمرها منجر شده است. زمانی که این مواد در معرض تنش مکانیکی قرار می‌گیرند، جریان الکتریکی تولید می‌کنند. نانو ژنراتورهای توسعه یافته با استفاده از مواد مصنوعی، بسیار امیدوارکننده هستند.
برای نمونه، برخی از گروه‌های پژوهشی در حال بررسی استفاده از نانوژنراتورهای پیزوالکتریک ساخته‌شده با نانومیله‌های اکسید روی هستند تا بهبود زخم را سرعت بدهند. اکسید روی این مزیت را دارد که پیزوالکتریک و زیست‌سازگار است. نانوژنراتورهای پیزوالکتریک و سایر نانومولدهای پیزوالکتریک، نتایج امیدوارکننده‌ای را در بررسی‌های آزمایشگاهی و حیوانی نشان داده‌اند.
دستگاه دیگری موسوم به "نانوژنراتور تریبوالکتریک"(TENG)، هنگامی که دو ماده واسط با یکدیگر در تماس قرار می‌گیرند، جریان الکتریکی تولید می‌کند. دانشمندان با کمک این دستگاه‌ها، تولید الکتریسیته از حرکات تنفسی را آزمایش کرده‌اند. یکی از این آزمایش‌ها، سرعت بخشیدن به بهبود زخم در موش‌ها است. همچنین، آنها برچسب‌های نانوژنراتور تریبوالکتریک را با آنتی‌بیوتیک بارگذاری کرده‌اند تا با درمان موضعی عفونت، بهبود زخم را ساده‌تر کنند.
"زونگ هونگ لین"(Zong-Hong Lin)، پژوهشگر "دانشگاه ملی چینهوا"(NTHU) گفت: نانوژنراتورهای پیزوالکتریک و تریبوالکتریک به دلیل وزن سبک، انعطاف‌پذیری، خاصیت ارتجاعی و زیست‌سازگاری، گزینه‌هایی عالی برای ترمیم زخم هستند اما هنوز چندین مانع برای کاربرد بالینی آنها وجود دارد. به عنوان نمونه، آنها هنوز باید سفارشی‌سازی شوند تا اندازه متناسبی داشته باشند زیرا ابعاد زخم بسیار متفاوت است. همچنین آنها باید بتوانند محکم بچسبند؛ بدون این که تحت تأثیر مایعاتی که به طور طبیعی از زخم‌ها بیرون می‌ریزند، خورده شوند.
لین اضافه کرد: هدف آینده ما، توسعه سیستم‌های پانسمان مقرون به صرفه و بسیار کارآمد برای کاربردهای بالینی است.
این پژوهش، در مجله "Science and Technology of Advanced Materials" به چاپ رسید.
