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Pequeños generadores eléctricos podrían acelerar la cicatrización de heridas
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El proceso natural de cicatrización de heridas implica interacciones complejas entre iones, células, vasos sanguíneos, genes y el sistema inmunitario; con cada jugador desencadenado por una secuencia de eventos moleculares. Una parte integral de este proceso implica la generación de un campo eléctrico débil por parte del epitelio dañado, la capa de células que recubre el tejido. El campo eléctrico se forma como resultado de un gradiente de iones en el lecho de la herida, que juega un papel importante en la dirección de la migración celular y la promoción de la formación de vasos sanguíneos en el área.
Los científicos descubrieron a mediados o finales del siglo XX que estimular el tejido con un campo eléctrico podría mejorar la cicatrización de heridas. La investigación actual en este campo ahora se enfoca en desarrollar parches pequeños, portátiles y económicos que no se vean obstaculizados por equipos eléctricos externos.
Esto ha llevado a la investigación de materiales piezoeléctricos, incluidos materiales naturales como cristales, seda, madera, hueso, cabello y caucho, y materiales sintéticos como análogos de cuarzo, cerámica y polímeros. Estos materiales generan una corriente eléctrica cuando se exponen a tensión mecánica. Los nanogeneradores desarrollados con materiales sintéticos son especialmente prometedores.
Por ejemplo, algunos equipos de investigación están explorando el uso de nanogeneradores piezoeléctricos autoalimentados fabricados con nanorods de óxido de zinc en una matriz de polidimetilsiloxano para acelerar la cicatrización de heridas. El óxido de zinc tiene la ventaja de ser piezoeléctrico y biocompatible. Otros científicos están utilizando andamios hechos de poliuretano y fluoruro de polivinilideno (PVDF) debido a su alta piezoelectricidad, estabilidad química, facilidad de fabricación y biocompatibilidad. Estos y otros nanogeneradores piezoeléctricos han mostrado resultados prometedores en estudios de laboratorio y con animales.
Otro tipo de dispositivo, llamado nanogenerador triboeléctrico (TENG), produce una corriente eléctrica cuando dos materiales de interfaz entran y salen del contacto entre sí. Los científicos han experimentado con TENG que generan electricidad a partir de los movimientos respiratorios, por ejemplo, para acelerar la cicatrización de heridas en ratas. También han cargado parches de TENG con antibióticos para facilitar la cicatrización de heridas al tratar también la infección localizada.
"Los nanogeneradores piezoeléctricos y triboeléctricos son excelentes candidatos para la curación de heridas autoasistida debido a su peso ligero, flexibilidad, elasticidad y biocompatibilidad", dice el bioingeniero Zong-Hong Lin de la Universidad Nacional Tsing Hua en Taiwán. "Pero todavía hay varios cuellos de botella en su aplicación clínica".
Por ejemplo, aún deben personalizarse para que se ajusten al tamaño, ya que las dimensiones de la herida varían ampliamente. También deben estar firmemente adheridos sin verse afectados negativamente o corroídos por los fluidos que exudan naturalmente de las heridas.
"Nuestro objetivo futuro es desarrollar sistemas de apósitos para heridas rentables y altamente eficientes para aplicaciones clínicas prácticas", dice Lin.
Más información
Zong Hong Lin
Universidad Nacional Tsing Hua
Email: linzh@mx.nthu.edu.tw
Trabajo de investigación: https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/14686996.2021.2015249
Sobre Ciencia y Tecnología de Materiales Avanzados (STAM)
La revista de acceso abierto STAM publica artículos de investigación destacados en todos los aspectos de la ciencia de los materiales, incluidos los materiales funcionales y estructurales, los análisis teóricos y las propiedades de los materiales. https://www.tandfonline.com/STAM
Dr. Yoshikazu Shinohara
Director de Publicaciones de STAM
Email: SHINOHARA.Yoshikazu@nims.go.jp
Comunicado de prensa distribuido por Asia Research News sobre ciencia y tecnología de materiales avanzados.
Derechos de autor 2022 ACN Newswire. Todos los derechos reservados. www.acnnewswire.comLos apósitos diminutos que generan electricidad en respuesta al movimiento podrían acelerar la cicatrización de heridas y la regeneración de tejidos. Científicos en Taiwán revisaron los últimos avances y posibles aplicaciones de la tecnología de curación de heridas en la revista Science and Technology of Advanced Materials.
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