威斯康星大学麦迪逊分校的工程师开发的一种新型低成本伤口敷料可以以惊人的方式大大加快愈合过程。
这种方法利用患者自身身体运动产生的能量，对受伤部位施加温和的电脉冲。
在啮齿动物试验中，敷料将愈合时间缩短至仅三天，而正常愈合过程接近两周。
威斯康星大学材料科学与工程教授徐旭东说：“我们惊讶地看到如此快的恢复速度。“我们怀疑这些设备会有一些影响，但幅度远远超出我们的预期。”
王和他的合作者今天(2018年11月29日)在ACS Nano杂志上描述了他们的伤口包扎方法。
几十年来，研究人员已经知道电可以有益于皮肤愈合，但今天使用的大多数电疗单元需要巨大的电气设备和复杂的布线来提供强大的电力。
“急性和慢性伤口代表着全球医疗保健的巨大负担，”安吉拉吉布森说，她是UW-麦迪森大学的外科教授，也是《烧伤外科医生》的合著者和UW健康中心伤口愈合服务主任。"在伤口愈合中使用电刺激是不常见的."
与现有方法相比，新的敷料更直接。
“我们的设备就像你戴在皮肤上的绷带一样方便，”王说。
这种新的敷料由伤口处的小电极组成，这些电极连接到一条腰带上，腰带上有一种叫做纳米发电机的能量收集装置，围绕着穿戴者的躯干。在呼吸过程中，佩戴者胸部的自然膨胀和收缩为纳米发生器提供动力，纳米发生器提供低强度电脉冲。
“这些电脉冲的性质类似于人体产生内部电场的方式，”王说。
此外，这些低功率脉冲不会像传统的高功率电疗设备那样伤害健康组织。
事实上，研究人员表明，将细胞暴露在高能电脉冲下会导致它们产生活性氧——癌症和细胞衰老的主要风险因素——几乎是暴露在纳米发电机下的细胞的五倍。
这也是治疗的福音：他们确定低功率脉冲增强了一种称为成纤维细胞的皮肤细胞的活力，暴露在纳米发电机下的脉冲促进了成纤维细胞的排列(伤口愈合的关键步骤)，并产生了更多的生化物质来促进组织生长。
“这些发现非常令人兴奋，”合著者、威斯康星大学麦迪逊分校放射学教授Weibo Cai说。“具体机制还需要在今后的工作中加以明确。”
在这方面，研究人员的目标是准确梳理温和的脉搏如何有助于治愈。科学家还计划在猪皮上测试设备，猪皮与人体组织非常相似。
此外，他们正在努力为纳米发电机提供额外的功能——调整它们的结构，以便从皮肤上微妙和难以察觉的抽搐或心跳的嗡嗡声中获得能量。
“考虑到设计的简单性，这项研究令人印象深刻的结果代表了许多不同伤口类型的电刺激的令人兴奋的新旋转，”吉布森说，他将与团队合作，确认这些结果在人体皮肤模型中的可重复性。
如果团队成功，这些设备可以帮助解决现代医学的主要挑战。
“我们认为我们的纳米发电机可能是许多治疗目的中最有效的电刺激方法，”王说。
而且，因为纳米发电机是由相对普通的材料组成，所以价格不会成为问题。
“我认为成本不会超过传统绷带，”王说。"这种装置本身非常简单，易于制造."
该研究得到了美国国立卫生研究院(R01EB021336和P30CA014520)的支持。
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