威斯康星大學(xué)麥迪遜分校的工程師開發(fā)的一種新型低成本傷口敷料可以以驚人的方式大大加快愈合過程。
這種方法利用患者自身身體運(yùn)動產(chǎn)生的能量，對受傷部位施加溫和的電脈沖。
在嚙齒動物試驗中，敷料將愈合時間縮短至僅三天，而正常愈合過程接近兩周。
威斯康星大學(xué)材料科學(xué)與工程教授徐旭東說：“我們驚訝地看到如此快的恢復(fù)速度。“我們懷疑這些設(shè)備會有一些影響，但幅度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出我們的預(yù)期?！?
王和他的合作者今天(2018年11月29日)在ACS Nano雜志上描述了他們的傷口包扎方法。
幾十年來，研究人員已經(jīng)知道電可以有益于皮膚愈合，但今天使用的大多數(shù)電療單元需要巨大的電氣設(shè)備和復(fù)雜的布線來提供強(qiáng)大的電力。
“急性和慢性傷口代表著全球醫(yī)療保健的巨大負(fù)擔(dān)，”安吉拉吉布森說，她是UW-麥迪森大學(xué)的外科教授，也是《燒傷外科醫(yī)生》的合著者和UW健康中心傷口愈合服務(wù)主任。"在傷口愈合中使用電刺激是不常見的."
與現(xiàn)有方法相比，新的敷料更直接。
“我們的設(shè)備就像你戴在皮膚上的繃帶一樣方便，”王說。
這種新的敷料由傷口處的小電極組成，這些電極連接到一條腰帶上，腰帶上有一種叫做納米發(fā)電機(jī)的能量收集裝置，圍繞著穿戴者的軀干。在呼吸過程中，佩戴者胸部的自然膨脹和收縮為納米發(fā)生器提供動力，納米發(fā)生器提供低強(qiáng)度電脈沖。
“這些電脈沖的性質(zhì)類似于人體產(chǎn)生內(nèi)部電場的方式，”王說。
此外，這些低功率脈沖不會像傳統(tǒng)的高功率電療設(shè)備那樣傷害健康組織。
事實上，研究人員表明，將細(xì)胞暴露在高能電脈沖下會導(dǎo)致它們產(chǎn)生活性氧——癌癥和細(xì)胞衰老的主要風(fēng)險因素——幾乎是暴露在納米發(fā)電機(jī)下的細(xì)胞的五倍。
這也是治療的福音：他們確定低功率脈沖增強(qiáng)了一種稱為成纖維細(xì)胞的皮膚細(xì)胞的活力，暴露在納米發(fā)電機(jī)下的脈沖促進(jìn)了成纖維細(xì)胞的排列(傷口愈合的關(guān)鍵步驟)，并產(chǎn)生了更多的生化物質(zhì)來促進(jìn)組織生長。
“這些發(fā)現(xiàn)非常令人興奮，”合著者、威斯康星大學(xué)麥迪遜分校放射學(xué)教授Weibo Cai說?！熬唧w機(jī)制還需要在今后的工作中加以明確?！?
在這方面，研究人員的目標(biāo)是準(zhǔn)確梳理溫和的脈搏如何有助于治愈?？茖W(xué)家還計劃在豬皮上測試設(shè)備，豬皮與人體組織非常相似。
此外，他們正在努力為納米發(fā)電機(jī)提供額外的功能——調(diào)整它們的結(jié)構(gòu)，以便從皮膚上微妙和難以察覺的抽搐或心跳的嗡嗡聲中獲得能量。
“考慮到設(shè)計的簡單性，這項研究令人印象深刻的結(jié)果代表了許多不同傷口類型的電刺激的令人興奮的新旋轉(zhuǎn)，”吉布森說，他將與團(tuán)隊合作，確認(rèn)這些結(jié)果在人體皮膚模型中的可重復(fù)性。
如果團(tuán)隊成功，這些設(shè)備可以幫助解決現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的主要挑戰(zhàn)。
“我們認(rèn)為我們的納米發(fā)電機(jī)可能是許多治療目的中最有效的電刺激方法，”王說。
而且，因為納米發(fā)電機(jī)是由相對普通的材料組成，所以價格不會成為問題。
“我認(rèn)為成本不會超過傳統(tǒng)繃帶，”王說。"這種裝置本身非常簡單，易于制造."
該研究得到了美國國立衛(wèi)生研究院(R01EB021336和P30CA014520)的支持。
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