بهبودی سریع‌تر زخم با استفاده از نوعی بانداژ الکتریکی

نوعی پانسمان و باند ارزان قیمت و جدید می‌تواند به طور شگفت انگیزی بهبود زخم را با سرعت چشمگیری همراه سازد. در این شیوه، از انرژی تولید شده از جنبش‌ها و تحرکات بدن خود بیمار، جهت اعمال پالسهای الکتریکی خفیف در محل آسیب دیدگی استفاده می‌شود. به این معنا که جنبش‌ها و حرکات بدن بیمار انرژی مورد نیاز این وسیله را تأمین می‌سازند.

روزی فراخواهد رسید که باندهای زخم می‌توانند با وارد آوردن آرام پالسهای الکتریکی به زخم بهبود آن را تسریع بخشند. این باندها جهت تأمین انرژی مورد نیاز خود حتی به باتری نیز نیاز نخواهند داشت. جنبش‌های بدن خود بیمار این وسیله را به کار خواهد انداخت. و ظهور چنین سیستمی چندان دور از دسترس نیست. پژوهشگران پیش از این، نمونه اولیه آن را تولید کرده‌اند.

به گفته‌ی زودانگ وانگ (Xudong Wang‎): «احتمال می‌دادیم که این وسیله به درستی کار کند، اما هرگز فکر نمی‌کردیم عملکرد آن به این خوبی باشد». او می‌افزاید: «آنگاه پس از مشاهده نتیجه کار، متوجه شدیم که این وسیله واقعاً جالب و سحرآمیز است». وانگ دانشمند علم مواد از دانشگاه ویسکانسین ـ مدیسون (Wisconsin–Madison‎) است. او با هدایت گروهی از متخصصین در حال کار بر روی این بانداژ جدید است.

تیم او سالیان زیادی است که در حال توسعه و ساخت یک نانو ژنراتور می‌باشند. (نانو ژنراتور نوعی فناوری است که انرژی مکانیکی یا گرمایی را در ابعاد کوچک به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کند). این وسیله از حرکات و فعالیتهای بدن جهت تولید الکتریسیته استفاده می‌نماید. این مهندسین امیدوار بودند که این وسیله را جهت به کار انداختن دستگاه‌های الکترونیکی قابل پوشیدن استفاده نمایند. آنگاه متوجه شدند که حتی می‌تواند فراتر از آن پیش رفته و در امر پزشکی مفید فایده واقع شود.

ده‌ها سال است که دانشمندان نسبت به این موضوع آگاهی دارند که الکتریسیته می‌تواند زخم‌ها را جهت بهبود تحریک سازد. به عنوان مثال، الکتریسیته موجب رشد سلولهای موجود بر روی سطح پوست می‌شود. این شیوه‌ی «الکتروتراپی یا برق درمانی» نیاز به دستگاه‌های بزرگ همراه با منبع انرژی دارد. به همین دلیل معمولاً تنها در بیمارستانها جهت درمان آسیب‌های جدی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
مهندسان ویسکانسین اکنون موفق به ساخت باند زخم با الکترودهای کوچک شده‌اندمهندسان ویسکانسین اکنون موفق به ساخت باند زخم با الکترودهای کوچک شده‌اند. وانگ عنوان می‌کند که: «وسیله‌ای که ما ساخته‌ایم بسیار ساده است». «این وسیله قابل انعطاف بوده و از قابلیت قرار دادن بر روی بدن یا پوشیده شدن برخوردار است». الکترودهای آن به نانو ژنراتورهای موجود در درون این بانداژ وصل می‌شوند». این نانو ژنراتورها جنبش و حرکت بدن را به الکتریسیته تبدیل می‌سازند. آنگاه این برق از میان الکترودها حرکت کرده و مانند پالسهای الکتریکی خفیف وارد پوست می‌شود.

برخلاف روش‌های موجود، این پانسمان جدید بسیار آسان‌تر و قابل فهم‌تر است. وانگ عنوان می‌کند که: «طبیعت این پالسهای الکتریکی شبیه به روشی است که بدن یک میدان الکتریکی داخلی را تولید می‌کند». وی همچنین می‌افزاید: «وسیله ما به راحتی بانداژ یا چسب زخمی است که بر روی پوست خود قرار می‌دهید».

گروه وانگ این باند زخم را بر روی بیش از 10 موش صحرایی زخمی امتحان کردند. با هر حرکت دَم و بازدم این «بیماران» (یعنی موش‌های صحرایی)، زخم‌های آنها شوک‌های الکتریکی ضعیفی را دریافت می‌کردند. گروه دیگری از موش‌های صحرایی زخمی به عنوان گروه کنترل عمل می‌کردند. به این معنا که هیچ گونه درمانی دریافت نمی‌کردند.

زخم‌های موش‌های صحرایی گروه کنترل جهت بهبودی به حدود دو هفته زمان نیاز داشتند. اما زخمهای موش‌های صحرایی که با باندهای الکتریکی تحت درمان قرار گرفته بودند، تنها در سه روز بهبود یافتند. وانگ عنوان می‌کند که «از دیدن چنین سرعت بهبودی در موش صحرایی شگفت زده شدیم». به این دلیل که سرعت بهبودی از دو هفته به سه روز تقلیل یافته بود.

تیم وانگ یافته‌های جدید خود را به صورت آنلاین در تاریخ 29 نوامبر 2018 در مجله ACS Nano منتشر ساختند.

دستاوردی عظیم اما آسان

این بانداژ جدید نه تنها ساده، قابل انعطاف و پوشیدنی است، بلکه ملایم و بدون درد نیز می‌باشد. در مقایسه با تحریک الکتریکی که از دستگاه‌های بیمارستانی دریافت می‌شود، این بانداژ پالسهای الکتریکی بسیار کوچکتری وارد می‌سازد. این کار به محافظت از بافتهای سالم در برابر آسیب وارده توسط این جریان الکتریکی کمک می‌کند. وانگ عنوان می‌کند که در واقع، شما این جریان الکتریکی خفیف را حتی احساس نخواهید کرد.

در حقیقت، پژوهشگران نشان دادند که قرار دادن سلولها در معرض پالسهای الکتریکی با انرژی بالا موجب می‌شود این سلولها به طور تقریبی پنج برابر بیشتر از سلولهای قرار گرفته در معرض نانو ژنراتورها، گونه‌های واکنش پذیر اکسیژن تولید نمایند که خود از عوامل اصلی خطر ابتلاء به سرطان و پیری سلولی به حساب می‌آید.

به گفته تِیلِر رِی (Tyler Ray): «این فناوری نخستین قدم در راستای رسیدن به رویکردی جالب و امیدوار کننده جهت مراقبت از زخم است». او عنوان می‌کند می‌توانید آن را به عنوان یک «چسب زخم هوشمند» در نظر بگیرید. رِی مهندس مکانیک از دانشگاه هاوایی در مانوآ (Hawaii at Manoa ‎) است که هیچ نقشی در ساخت این سیستم نوپا نداشته است. او تصریح می‌سازد که دوست دارد این بانداژ بر روی حیوانات بزگتر یا انسان مورد آزمایش قرار گیرد.

ری خاطر نشان می‌کند که فناوری پوشیدنی دارای قدمت چندین ساله است. این فناوری‌ها عموماً دستگاه‌های سفت و سختی مانند فیت بیت (Fitbit) (نوعی دستبند هوشمند) را شامل می‌شوند. پژوهشگران بسیاری از رشته‌های تحصیلی و تخصصی اکنون در حال کار بر روی ساخت دستگاه‌هایی نرم و قابل انعطاف جهت قرار دادن بر روی پوست هستند.
این نانو ژنراتور می‌تواند مؤثرترین رویکرد تحریک الکتریکی در بسیاری اهداف درمانی به حساب آیددر صورت موفقیت این تیم، وسیله آنها می‌تواند به حل چالشی بزرگ در علوم مدرن پزشکی کمک نماید. وانگ تصور می‌کند که نانو ژنراتور آنها می‌تواند مؤثرترین رویکرد تحریک الکتریکی در بسیاری اهداف درمانی باشد. و به این دلیل که این نانو ژنراتورها از مواد نسبتاً معمولی تشکیل شده است قیمت آن مسئله چندانی نخواهد بود. به گفته‌ی وانگ: «تصور نمی‌کنم قیمت این باند بیشتر از باندهای معمولی باشد». «این وسیله به خودی خود بسیار ساده بوده و ساخت آن اسان است».

وانگ در قدم بعدی قصد دارد نانو ژنراتوری طراحی نماید که حتی حساس‌تر از نمونه کنونی باشد. هدف او ساخت نمونه‌ای است که بتواند الکتریسیته را از کوچکترین حرکات و جنبش‌ها مانند جریان خون در زیر پوست تولید نماید. به این ترتیب، باند زخم می‌تواند با جریانی به کوچکی نبض فرد به کار افتد.

این تحقیق با حمایت مؤسسه ملی سلامت (National Institutes of Health) انجام شد.

مترجم: رزیتا ملکی‌زاده

برگرفته از سایت sciencenewsforstudents و sciencedaily