Ράμματα με ηλεκτρισμό επουλώνουν πιο γρήγορα τις πληγές

Κινέζοι ερευνητές ανέπτυξαν ένα χειρουργικό υλικό ραμμάτων που εκπέμπει ηλεκτρική ενέργεια στο περιβάλλον μέσω της τριβής μεταξύ δύο στρωμάτων.

Σε αρουραίους, τα βιοδιασπώμενα ράμματα BioES επιτάχυναν την επούλωση των πληγών και σκότωναν τα μικρόβια σε μολυσμένες πληγές.

Οι ερευνητές παρουσιάζουν τα αποτελέσματά τους στην επιθεώρηση "Nature Communications".

Προηγούμενες μελέτες είχαν δείξει ότι τα ηλεκτρικά ερεθίσματα μπορούν να προωθήσουν την επούλωση των πληγών. Αυτό είχε ήδη ωθήσει τους Αμερικανούς ερευνητές να αναπτύξουν ηλεκτρικά αγώγιμο υλικό ραμμάτων πριν από 10 χρόνια.

Ωστόσο, τα χειρουργικά ράμματα που παρουσίασε ο John Rogers από το Πανεπιστήμιο Urbana/Illinois στο Small  έπρεπε να τροφοδοτούνται με ηλεκτρισμό από έξω, γεγονός που καθιστούσε τη χρήση τους μη πρακτική.

Αντίθετα, τα ράμματα BioES που ανέπτυξε μια ερευνητική ομάδα με επικεφαλής τον Chengyi Hou από το Πανεπιστήμιο Donghua στη Σαγκάη παράγουν τα ίδια την ηλεκτρική ενέργεια. Χρησιμοποιούν το τριβοηλεκτρικό φαινόμενο.

Αυτό συμβαίνει όταν δύο υλικά τρίβονται το ένα πάνω στο άλλο και μεταφέρονται ηλεκτρόνια, έτσι ώστε και τα δύο υλικά να φορτίζονται ηλεκτρικά με διαφορετικό τρόπο. Στην καθημερινή ζωή, το φαινόμενο εμφανίζεται, για παράδειγμα, όταν περπατάμε πάνω σε μοκέτα και ένα ελαφρύ ηλεκτρικό σοκ συμβαίνει όταν αγγίζουμε το χερούλι της πόρτας.

Η διαφορά ηλεκτρικού δυναμικού προκύπτει μεταξύ των στρωμάτων στο υλικό συρραφής των Κινέζων ερευνητών: Το εξωτερικό αποτελείται από πολυκαπρολακτόνη (PCL), το εσωτερικό από νανοΐνες πολυ(λακτίδιο-κο-γλυκολίδη) (PLGA). Και τα δύο περιβάλλουν μια ίνα πυρήνα από μαγνήσιο.

Για να ενεργοποιηθεί το τριβοηλεκτρικό φαινόμενο, αρκούν μικρές κινήσεις μεταξύ των στρωμάτων PCL και PLGA, όπως αυτές που δημιουργούνται από γειτονικούς μύες ή αρθρώσεις. Στα πειραματόζωα μετρήθηκαν φορτίσεις περίπου 2,3 βολτ. Αυτές στη συνέχεια απελευθερώνονται στο περιβάλλον μέσω του κεντρικού νήματος μαγνησίου.

Σύμφωνα με τον Hou, το υλικό είναι πλήρως βιοδιασπώμενο. Θα μπορούσε επομένως να χρησιμοποιηθεί και μέσα σε πληγές. Θεωρεί δε ότι το υλικό ραμμάτων θα μπορούσε να παραχθεί ακόμη και σχετικά φθηνά. Το PLGA είναι διαθέσιμο στο εμπόριο και το PCL χρησιμοποιείται ήδη σε χειρουργικά ράμματα.

Οι απαιτήσεις σε πρώτες ύλες για τα λεπτά νήματα των 350 μm θα ήταν διαχειρίσιμες. Στα 265 MPa, η αντοχή σε εφελκυσμό είναι αρκετά υψηλή για χειρουργική χρήση. Στα πειράματα, δεν έπεσε κάτω από τα 260 MPa ακόμη και μετά από περισσότερες από 1.000 κάμψεις.

Σε αρχικά εργαστηριακά πειράματα, τα ράμματα BioES επιτάχυναν τη μετανάστευση των ινοβλαστών, οι οποίοι παίζουν βασικό ρόλο στην επούλωση των πληγών. Σε ένα πείραμα σε αρουραίους, η επούλωση των τραυμάτων επιταχύνθηκε κατά 50 % μετά από δέκα ημέρες.

Βακτηριολογικές δοκιμές έδειξαν ότι η ποσότητα των βακτηρίων σε μολυσμένες πληγές ήταν χαμηλότερη από ό,τι μετά τη χρήση συμβατικού υλικού ραμμάτων. Ο Hou πιστεύει ότι το επόμενο βήμα θα πρέπει να είναι οι κλινικές μελέτες.

Πηγές:
Nature Communications