×
DOZ.PL Darmowa
aplikacja
DOZ.pl
Zainstaluj

„Elektryczny” bandaż przyspieszy leczenie ran

Trudno gojące się rany to dyskomfort dla pacjenta oraz wyzwanie dla naukowców, którzy nieustannie pracują nad nowymi rodzajami opatrunków. Jednym z najnowszych pomysłów z tej kategorii jest opatrunek generujący pole elektryczne wokół rany, co przyspiesza jej gojenie.

Wspomniany opatrunek, opracowany przez specjalistów z Amerykańskiego Stowarzyszenia Chemicznego, został stworzony z myślą o szczególnie uciążliwych i trudnych w leczeniu ranach, na przykład pooperacyjnych lub owrzodzeniach związanych z cukrzycą. W opracowaniu nietypowego opatrunku naukowcy bazowali na doświadczeniach badaczy z lat 60., gdy po raz pierwszy zauważono, że elektryczna stymulacja skóry wpływa pozytywnie na gojenie się ran. Stosowanie takiego rozwiązania wymagało jednak wówczas hospitalizacji i zaawansowanego sprzętu, ale w dobie miniaturyzacji możliwe było opracowanie opatrunku, który jest mobilny i wygodny dla noszącego.

Elektryczne wspomaganie gojenia

Elektroniczny bandaż posiada nanogenerator wykonany z warstw politetrafluoroetylenu, folii miedzianej i politereftalanu etylenu. Jest on w stanie przekształcić ruchy skóry, powstające np. podczas oddychania, w mikroimpulsy elektryczne, które następnie zasilają elektrody wytwarzające słabe pole elektryczne wokół rany.

Naukowcy testowali rozwiązanie, umieszczając opatrunki na plecach szczurów. Jak się okazało, rany opatrzone e-bandażem zasklepiły się w ciągu trzech dni, podczas gdy te, na których zastosowano zwykłe opatrunki, wymagały aż 12 dni do zamknięcia.

W opinii autorów rozwiązania, przyspieszone gojenie jest efektem zwiększonej migracji fibroblastów, proliferacji i zróżnicowania generowanego przez pole elektryczne.

Złoto i jedwab zamiast szwów

Jesienią tego roku media donosiły o innym osiągnięciu w dziedzinie innowacyjnych opatrunków. Mowa o bandażu wzbogaconym o włókna złota i jedwabiu, który może zastąpić szwy spajające skórę, opracowanym przez naukowców z Arizona State University. Z badań wynika, że opatrunek jest w stanie spowodować zmiany w strukturze tkanki dzięki wykorzystaniu nanostruktur złota, dosłownie spajając ją na podobieństwo procesu, który zachodzi po zszyciu rany nićmi chirurgicznymi. Warunkiem prawidłowego działania opatrunku jest skierowanie na niego wiązki lasera w celu aktywacji działania włókien złota.

Badania tego rozwiązania przeprowadzone na myszach pokazały, że wspomniany opatrunek zasklepiał rany znacznie skuteczniej i szybciej niż standardowe szwy. Zdaniem jego autorów opatrunek tego typu jest bardziej efektywny, ponieważ zapewnia równomierne pokrycie rany i zmniejsza szansę na rozwinięcie się infekcji. Zastosowanie wspomnianego rozwiązania u ludzi wymaga jednak dalszych testów klinicznych.

Ślimacza rewolucja w leczeniu ran

Z kolei w roku 2017 rozgłos zdobył opatrunek wykorzystujący śluz ślimaka z gatunku Arion Rufus. Jest trwały, nietoksyczny i przywiera świetnie nawet przy dużych ilościach krwi, a jego powstanie opisał magazyn „Science”. Wspomniane ślimaki w chwili zagrożenia wydzielają śluz, który chroni je przed drapieżnikami i to właśnie jego niezwykłe właściwości zainteresowały naukowców. Ich wydzielina ma bardzo silne właściwości adhezyjne (przywierające), ponieważ posiada pozytywnie naładowane cząsteczki, dzięki którym ślimak jest w stanie „przyczepić się” do niemal każdej powierzchni, na jakiej się znajduje. Wykorzystując ten mechanizm naukowcy z Chin stworzyli żel składający się przede wszystkim z wody, który pomimo braku śluzu wykazuje identyczne właściwości. Dzięki naładowanym dodatnio cząsteczkom żel przylega do powierzchni podobnie jak naelektryzowane ubrania. Przy okazji substancja wiąże się z cząsteczkami podłoża, na którym się znajduje, niejako (choć bardzo słabo) scalając się z nim, tworząc jedność.

Żel połączony z bardzo rozciągliwą macierzą tworzy niezwykle elastyczne spoiwo o silnych właściwościach adhezyjnych, które może przyczepić się nawet do bardzo mokrej powierzchni, na przykład serca poddawanego operacji. Żel był testowany pod kątem zastosowań medycznych na świniach oraz szczurach, dając świetne efekty. Utrzymywał się na powierzchni tkanek znacznie lepiej niż jakakolwiek substancja znajdująca się obecnie w użytku, ale dodatkowo był całkowicie nietoksyczny. Stworzenie takiego środka do tej pory było ogromnym wyzwaniem, ponieważ ludzkie ciało jest pełne rozmaitych płynów i śluzów, które znacząco utrudniają wykorzystywanie jakichkolwiek substancji adhezyjnych. By mój je wytworzyć, musiano sięgać po silne środki o potencjalnie szkodliwym lub toksycznym działaniu.

Twórcy wynalazku przewidują, że dzięki jego żelowej i elastycznej formie spoiwo będzie można wykorzystywać do pracy z dynamicznymi organami, takimi jak serce i płuca, które pozostają w ciągłym ruchu przez całą dobę. Ponieważ żel zachowuje właściwości niezależne od stopnia rozciągliwości, może być wykorzystywany do łatania dziur w narządach, tamowania upływu krwi bądź powietrza albo skutecznego przytwierdzania urządzeń, na przykład rozruszników serca.

Działanie wspomnianej substancji na razie sprawdzono na zwierzętach, ale droga do badań klinicznych pozostaje daleka. Mimo to naukowcy już opracowują nowe metody wykorzystania żelu. Jednym z pomysłów jest używanie go do transportowania i uwalniania leków.

Bibliografia  zwiń/rozwiń

  1. Y. Long, H. Wei, J. Li, G. Yao, B. Yu, D. Ni, A. LF Gibson i in., Effective Wound Healing Enabled by Discrete Alternative Electric Fields from Wearable Nanogenerators, „ACS Nano”, 2018.
  2. Leah Crane, Bandages laser-bonded to your skin may fix wounds better than stitches, “New Scientist” [online], https://www.newscientist.com/article/2179515-bandages-laser-bonded-to-your-skin-may-fix-wounds-better-than-stitches/, [dostęp] 31.12.2018.
  3. J. Li, A. D. Celiz, J. Yang1, Q. Yang. I. Wamala, W. Whyte, B. R. Seo i in., Tough adhesives for diverse wet surfaces, „Science”, 28.07.2017: Vol. 357, Issue 6349, pp. 378-381.

Podziel się: