微型发电机可以加速伤口愈合
响应运动产生电能的微小敷料可以加速伤口愈合和组织再生。科学家在《先进材料科学与技术》杂志上回顾了伤口愈合技术的最新进展和潜在应用。
自然伤口愈合过程涉及离子、细胞、血管、基因和免疫系统之间的复杂相互作用，每个参与者都由一系列分子事件触发。该过程的一个组成部分包括受损上皮(覆盖组织的细胞层)产生弱电场。电场是由伤口床中的离子梯度形成的，这在引导细胞迁移和促进该区域的血管形成方面起着重要作用。
科学家在 1900 年代中后期发现，用电场刺激组织可以促进伤口愈合。目前该领域的研究集中在开发不受外部电气设备影响的小型、可穿戴且价格低廉的贴片。
这导致了对压电材料的研究，包括晶体、丝绸、木材、骨头、头发和橡胶等天然材料，以及石英类似物、陶瓷和聚合物等合成材料。这些材料在受到机械应力时会产生电流。使用合成材料开发的纳米发电机特别有前途。
例如，一些研究团队正在探索使用由聚二甲基硅氧烷基质上的氧化锌纳米棒制成的自供电压电纳米发电机来加速伤口愈合。氧化锌具有压电性和生物相容性的优点。其他科学家正在使用由聚氨酯和聚偏二氟乙烯 (PVDF) 制成的支架，因为它们具有高压电性、化学稳定性、易于制造和生物相容性。这些和其他压电纳米发电机在实验室和动物研究中显示出有希望的结果。
另一种称为摩擦纳米发电机 (TENG) 的设备在两种界面材料相互接触和脱离时产生电流。科学家们已经对通过呼吸运动产生电能的 TENG 进行了实验，例如，以加速大鼠的伤口愈合。他们还为 TENG 贴片加载了抗生素，通过治疗局部感染来促进伤口愈合。
国立清华大学的生物工程师 Zong-Hong Lin 说：“压电和摩擦纳米发电机因其重量轻、柔韧性、弹性和生物相容性而成为自我辅助伤口愈合的优秀候选者。” “但它们的临床应用仍然存在一些瓶颈。”
例如，由于伤口尺寸差异很大，它们仍然需要定制，以便适合尺寸。它们还需要牢固地附着，而不会受到伤口自然渗出的液体的负面影响或腐蚀。
“我们未来的目标是为实际临床应用开发具有成本效益和高效的伤口敷料系统，”林说。
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