Шесть лет назад ученые Манчестерского университета выяснили, что электростимуляция помогает залечивать раны, в том числе - сращивать сломанные кости. Теперь другая команда исследователей разработала устройство, которое может стать оптимальным способом доставки электричества к поврежденным костям.
Чтобы электрически стимулировать сломанные кости, в настоящее время в место раны необходимо хирургически имплантировать электроды с внешним питанием. Как только кость заживает, эти электроды нужно удалять хирургически.
В поисках более простой, менее инвазивной альтернативы команда ученых Университета Висконсина-Мэдисона создала электрический пластырь с автономным питанием, который хирургически помещается на место перелома, а затем безвредно поглощается организмом, как только его работа выполнена. Он получил название “устройство электростимуляции перелома”, или FED.
Основа пластыря состоит из биосовместимого полимера, уже одобренного Министерством здравоохранения США. Поверх полимера расположен тонкопленочный трибоэлектрический наногенератор из двух электродов. Этот наногенератор преобразует механическую энергию, производимую движениями тела, в электрический ток. Это похоже на то, как трение но ска о ковер создает статическое электричество. Затем электроды подают ток на поврежденную кость.
В лабораторных тестах устройство позволило крысам восстанавливаться после перелома большой берцовой кости в течение шести недель. Это намного быстрее, чем время восстановления крыс из контрольной группы, которые не подвергались электростимуляции.
Стоит отметить, что крысы со сломанной костью крысы оставались относительно активными в течение шестинедельного периода восстановления, так что наногенератор был постоянно активен. Учитывая, что врачи рекомендуют людям обездвиживать поврежденную конечность, в случае с человеком метод может быть менее эффективным. Так что теперь ученые ищут способ найти альтернативный источник питания для электропластыря.
“Нам может понадобиться устройство, способное реагировать на другие типы внутренних механических источников, вроде изменений артериального давления”, - говорит профессор Сюдун Ван, ведущий автор разработки.
Исследование описано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
