Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

Dzięki samozasilającemy się e-bandażowi, który generuje pole elektryczne nad miejscem urazu, czas gojenia rany ulega ogromnemu skróceniu.

Do trudno gojących się przewlekłych ran należą owrzodzenie związane z zespołem stopy cukrzycowej, owrzodzenie żylakowe czy niektóre rany po zabiegach chirurgicznych. Lekarze wypróbowali wiele metod, by wspomóc ich gojenie, w tym ekspozycję na tlen czy terapię czynnikami wzrostu, ale często wykazywały one ograniczoną skuteczność.

Już w latach 60. specjaliści zaobserwowali jednak, że stymulacja elektryczna wspomaga gojenie skóry. Ponieważ sprzęt potrzebny do generowania pola elektrycznego jest często duży i zabieg może wymagać hospitalizacji, Weibo Cai, Xudong Wang i zespół postanowili opracować elastyczny, samozasilający się bandaż, który będzie przekształcać ruchy skóry w terapeutyczne pole elektryczne.

Do zasilania e-bandaża naukowcy wyprodukowali ubieralny nanogenerator. Składa się on z zachodzących na siebie arkuszy poli(tetrafluoroetylenu), folii miedzianej i poli(tereftalanu etylenu). Nanogenerator przekształca ruchy skóry, które występują podczas normalnej aktywności czy oddychania, w niewielkie pulsy elektryczne. Prąd przepływa do 2 elektrod roboczych, które są rozmieszczane po obu stronach rany, by wytwarzać słabe pole elektryczne.

E-bandaż przetestowano na ranach skóry na grzbiecie szczurów. Okazało się, że rany przykryte e-bandażami zamykały się w ciągu 3 dni (w porównaniu do 12 dni w przypadku bandaża bez pola elektrycznego).

Autorzy raportu z pisma ACS Nano uważają, że szybsze gojenie ran ma związek ze wzmożeniem migracji, namnażania i różnicowania fibroblastów pod wpływem pola elektrycznego.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Pod wpływem pola elektrycznego w bardzo krótkim czasie zwiększa swoją lepkość i tworzy… ciało stałe. To główna właściwość cieczy elektroreologicznej. Przez lata znalazła szereg zastosowań, ale brakowało dobrego teoretycznego wyjaśnienia tego, jak powstaje. Aż do teraz. Wszystko zmieniło się za sprawą grupy z Wydziału Fizyki Politechniki Warszawskiej.
      Nasi naukowcy: doktorant mgr inż. Michał Łepek, dr hab. inż. Agata Fronczak, prof. uczelni i dr hab. inż. Piotr Fronczak, prof. uczelni efekty swoich badań opisali w pracy Combinatorial solutions to coagulation kernel for linear chains, opublikowanej w czasopiśmie Physica D: Nonlinear Phenomena.
      Jak zlepiają się cząstki?
      Prowadzone przez badaczy z PW prace zaowocowały rozwiązaniem teoretycznym procesu koagulacji („zlepiania się” cząstek), w którym następuje tworzenie tzw. łańcuchów liniowych, czyli grup cząstek ułożonych w łańcuchy. Najbardziej znanym przykładem takiego procesu jest koagulacja cieczy elektroreologicznej. Ze względu na swoje wyjątkowe właściwości zalicza się ją do tzw. materiałów inteligentnych (smart materials).
      Przy obecności pola elektrycznego ciecz taka zostaje zatrzymana w postaci zestalonej pomiędzy elektrodami – wyjaśnia Michał Łepek. W momencie wyłączenia pola elektrycznego układ wraca do postaci ciekłej.
      Ciecz elektroreologiczna została opatentowana w 1947 roku przez amerykańskiego naukowca Willisa Winslowa.
      Przez lata znalazła różnorodne zastosowania inżynierskie, m.in. w hamulcach, sprzęgłach, amortyzatorach, zaworach hydraulicznych, polerowaniu ściernym i wyświetlaczach dotykowych – wylicza Michał Łepek.

      Do tej pory brakowało jednak ścisłego i efektywnego opisu teoretycznego procesu koagulacji takiej cieczy.
      W naszej pracy „Combinatorial solutions to coagulation kernel for linear chains” wyprowadziliśmy równania, pozwalające wyznaczyć średni rozkład wielkości tworzących się łańcuchów na dowolnym etapie procesu scalania cząstek – tłumaczy Michał Łepek. Rozwiązania te dostarczają także informacji na temat odchylenia standardowego od średniego rozkładu (jakże przydatne w pracy z rzeczywistymi danymi!). Rozwiązania teoretyczne porównaliśmy z wynikami symulacji numerycznych oraz z danymi eksperymentalnymi. Skorzystaliśmy z wyników eksperymentu, którym była agregacja cząstek polistyrenu w mieszaninie H2O i D2O, czyli wody i ciężkiej wody.
      Naukowcy z Wydziału Fizyki PW otrzymali bardzo dobrą, niespotykaną do tej pory zgodność. W ten sposób, co podkreślili także recenzenci, po ponad 70 latach od wynalezienia cieczy elektroreologicznej w końcu uzyskano satysfakcjonujące rozwiązanie teoretyczne tego procesu.
      Nasza praca daje konkretny opis statystyczny cząstek w dowolnym momencie koagulacji – mówi Michał Łepek. Można ten opis wykorzystać do lepszego zrozumienia dynamiki procesu i być może do polepszenia sprawności urządzeń, które korzystają z koagulacji elektroreologicznej (wspomniane wcześniej hamulce, zawory, sprzęgła…). Niewykluczone, że opis ten może się przydać szerzej w wyjaśnianiu zjawisk, zachodzących w zawiesinach nanocząsteczkowych, które mogą być elektrycznie lub magnetycznie aktywne. Nie można wykluczyć (ale to już czyste fantazjowanie), że za rok, dwa lub pięćdziesiąt ktoś odkryje proces w socjofizyce lub biologii, który zachodzi dokładnie według rozpracowanego przez nas schematu agregacji – takie rzeczy w nauce się zdarzają.
      Praca naszych naukowców z Wydziału Fizyki ma także inną zaletę.
      Wzory, które uzyskaliśmy, są (z naszego punktu widzenia) bardzo proste – zaznacza Michal Łepek. Nie potrzeba żadnej wiedzy z fizyki ani tym bardziej fizyki teoretycznej, żeby je zastosować. Wystarczy wziąć równania, wpisać, jaki rozmiar układu i czas nas interesują, i otrzymujemy wynik. Każdy inżynier (lub też nieinżynier) może to zrobić na swoim komputerze. Tym bardziej, że zamieściliśmy w Internecie bibliotekę programistyczną, napisaną właśnie na potrzeby tej pracy. Wszystko jest zatem podane na tacy. To nowość. Do tej pory teoretyczne studia nad koagulacją były tematem podejmowanym głównie przez wąską grupę naukowców. Liczę, że dzięki uproszczeniu wyników opisu teoretycznego, ktoś z politechniki naszej lub innej będzie w stanie ten opis wykorzystać do swojej pracy.
      Nowe badania
      Teraz zespół z PW chce zbadać, czy opracowany opis koagulacji elektroreologicznej można zastosować też do koagulacji magnetoreologicznej (czyli tej pod wpływem pola magnetycznego).
      To byłoby szczególnie ciekawe, bo warunki dla koagulacji magnetoreologicznej dużo łatwiej otrzymać w rzeczywistym zastosowaniu – zwraca uwagę Michał Łepek. Ciecz magnetoreologiczna jest używana chociażby w amortyzatorach pojazdów armii amerykańskiej.
       


      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Badania kości znalezionych w opactwie dominikanów w Exeter ujawniły, że postrzały z długiego łuku angielskiego były równie śmiercionośne co trafienia ze współczesnej broni palnej. Badane szczątki należały prawdopodobnie do żołnierzy, którzy zginęli w bitwie, zostali pochowani, następnie szczątki ich wydobyto i pochowano w poświęconej ziemi.
      Naukowcy, którzy je analizowali, stwierdzili,że strzały całkowicie penetrowały czaszkę. Pozostawiały małą ranę wlotową i dużą wylotową. Strzały były zaprojektowane tak, by w czasie lotu obracały się w kierunku przeciwnym do kierunku ruchu wskazówek zegara. Działały w tkance na podobieństwo wiertła. W podobny sposób projektowana jest współczesna broń palna. Kule w locie również obracają się w stronę przeciwną do ruchu wskazówek zegara.
      Specjaliści z Exeter Archeolodzy, którzy prowadzili prace na miejscu budowy centrum handlowego, przeanalizowali 22 fragmenty kości, 3 zęby, całą czaszkę, kość udową, kość ramienną i kość piszczelową. Na wszystkich kościach widać było ślady ran, prawdopodobnie zadanych przez strzały.
      Badanie radiowęglowe wykazały, że większość kości pochodzi z lat 1482–1645. Wiek kości piszczelowej oceniono na lata 1284–1395, a czaszka pochodziła z lat 1405–1447.
      Angielski długi łuk był wyjątkowo śmiercionośną bronią. Odegrał on zasadniczą rolę podczas wojny stuletniej. Szczególnie odznaczył się w czasie bitwy pod Agincourt (1415), kiedy to 1500 rycerzy i 7000 łuczników pokonało francuską armię liczącą 14–15 tysięcy żołnierzy.
      Badania te mają duże znaczenie dla naszego rozumienia siły rażenia angielskiego długiego łuku, dla rozpoznawania urazów w materiale archeologicznym i dla zrozumienia tego, gdzie chowano ofiary. W średniowieczu śmierć spowodowana przez strzałę, która trafiła w oko lub w twarz miała specjalne znacznie. Duchowni pisarze czasem opisywali ją jako boską karę. Najsłynniejszym przypadkiem „strzały w oku” jest postrzał który, o ile informacje te są prawdziwe, otrzymał król Harold II [Harold Godwinson, ostatni król anglosaskiej Anglii, zginął walcząc z Normanami prowadzonymi przez Wilhelma Zdobywcę – red.] w czasie bitwy pod Hastings w 1066 roku. Teraz lepiej rozumiemy, jak poważne rany to powodowało, mówi profesor Oliver Creighton z University of Exeter, który kierował pracami archeologicznymi.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Na całym świecie miliony rekinów cierpią z powodu haczyków na ryby wbitych w ich ciało. Haczyk taki może pozostawać wbity przez wiele lat, powodując poważne problemy zdrowotne, w tym krwawienia wewnętrzne i obumieranie tkanek.
      Naukowcy z Uniwersytetu Hawajskiego prowadzili w latach 2011–2019 badania rekinów tygrysich pływających w wodach okalających Tahiti. Zauważyli, że w tym czasie aż 38% ryb miało co najmniej raz wbite haczyki. To problem, który prawdopodobnie dotyczy milionów rekinów na całym świecie, mówi Carl Meyer. Rekiny nabijają się na wiele różnych haczyków. Od niewielkich haczyków na ryby stosowane przez wędkarzy-amatorów, po haki używane do komercyjnych połowów na otwartych wodach za pomocą sznurów haczykowych.
      W większości przypadków wędkarze i rybacy nie próbują łowić rekinów. Rekiny przyciąga ta sama przynęta, którą zostawiono na ryby, jakie mają się złapać. Polują też na ryby, które już się złapały. Gdy rekin się złapie, często jest w stanie przerwać lub przegryźć linkę lub też jest od niej odcinany przez rybaka, a hak pozostaje w jego ciele, dodaje Meyer.
      Gdy tak się stanie, rekin odpływa z hakiem wbitym w pysk, szczęki, przełyk, żołądek, często ciągnąc za sobą długą linę. Takie wbite haki powodują stany zapalne, krwawienia wewnętrzne, przerywają przewód pokarmowy, uszkadzają organy wewnętrzne. Ciągnięta za hakiem lina dodatkowo utrudnia polowanie, może owinąć się wokół płetw odcinając dopływ krwi i powodując martwicę.
      Jednym z rozwiązań, jakie proponuje Meyer, jest rezygnacja z haków ze stali nierdzewnej i zastąpienie ich hakami ze stali węglowej. Takie haki przerdzewieją i szybciej odpadną od ciała ryby. Rezygnacja z haków ze stali nierdzewnej nie jest idealnym rozwiązaniem, ale przynajmniej rekiny i inne zwierzęta krócej miałyby haki wbite w ciało, stwierdza uczony.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Bandaż sprzyjający zrastaniu kości? Czemu nie. Takie właśnie rozwiązanie przetestowali na myszach naukowcy z Duke University. Bandaż wychwytuje i przetrzymuje w miejscu złamania sprzyjającą gojeniu adenozynę.
      Podczas testów bandaż pomagał przyspieszyć tworzenie kostniny oraz waskularyzację (unaczynienie) gojącego się złamania.
      W 2014 r. prof. Shyni Varghese sprawdzała, w jaki sposób biomateriały z fosforanu wapnia sprzyjają naprawie i regeneracji kości. Naukowcy z jej laboratorium odkryli, że ważną rolę w pobudzaniu wzrostu kości odgrywa adenozyna.
      W toku dalszych badań Amerykanie stwierdzili, że organizm "zalewa" okolice gojącego się złamania adenozyną. Niestety, te miejscowo wysokie stężenia są szybko metabolizowane. Varghese zaczęła się więc zastanawiać, czy podtrzymanie dużych poziomów adenozyny może wspomóc proces gojenia.
      Najpierw należało jednak rozwiązać pewien problem. Adenozyna występuje w niskich stężeniach w całym organizmie i odpowiada za wiele ważnych funkcji, które nie mają nic wspólnego z gojeniem kości. By uniknąć niechcianych skutków ubocznych, musieliśmy znaleźć sposób na zatrzymanie adenozyny w okolicy urazu, w dodatku w odpowiednim stężeniu.
      Mając to na uwadze, Varghese i Yuze Zeng zaprojektowali bandaż nakładany bezpośrednio na miejsce złamania, który zawiera sekwestrujące adenozynę cząsteczki boronianów. Później adenozyna jest powoli uwalniania (nie akumuluje się w innych miejscach).
      W ramach najnowszego studium wykazano, że porowate biomateriały z boronianami są w stanie "przechwycić" miejscowy napływ adenozyny po urazie. Następnie bandaże wychwytujące adenozynę gospodarza i bandaże wysycone adenozyną testowano u myszy ze złamaniem kości piszczelowej.
      Po ponad tygodniu u myszy z oboma rodzajami bandaży gojenie zachodziło szybciej niż u gryzoni z grupy kontrolnej (z bandażem bez adenozyny). Po 3 tygodniach u wszystkich zwierząt obserwowano gojenie, ale u myszy z bandażami terapeutycznymi proces tworzenia kości przebiegał sprawniej, widać też było większą objętość kości i lepszą waskularyzację.
      Autorzy artykułu z pisma Advanced Materials podkreślają, że wyniki pokazały, że sprawdzają się zarówno bandaże wychwytujące adenozynę gospodarza, jak i bandaże wcześniej nią wysycone. Można to będzie wykorzystać w leczeniu złamań związanych ze starzeniem i osteoporozą.
      Nasze wcześniejsze badania wykazały, że po złamaniach pacjenci z osteoporozą nie wytwarzają adenozyny. Teraz wyniki wstępnych testów sugerują, że opisywane bandaże mogą pomóc w dostarczeniu adenozyny potrzebnej do naprawy i uniknięciu ewentualnych skutków ubocznych - wyjaśnia Yuze.
      Varghese i Yuze snują plany dotyczące zastosowań. Myślą np. o bandażu, który po spełnieniu swojej roli (wygojeniu złamania) rozkładałby się w organizmie. W przypadku pacjentów z osteoporozą bandaże były zaś trwałe. Umieszczano by je w miejscach nawracających złamań i w razie potrzeby napełniano adenozyną. Amerykanom marzy się też żel (lubrykant) z adenozyną, który pomagałby zapobiegać urazom kości związanym z operacjami rekonstrukcji stawów czy wszczepianiem innych implantów.
      Mówiąc o przyszłości, naukowcy podkreślają, że czeka ich jeszcze dużo pracy. Bandaże muszą zostać ulepszone, tak by skuteczniej wychwytywać i przetrzymywać adenozynę. Musimy też, oczywiście, sprawdzić, czy uzyskamy podobne wyniki podczas badań na ludziach i czy bandaże nie będą wywoływać skutków ubocznych.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Dzikie żarłacze czarnopłetwe (Carcharhinus melanopterus) często mają rany, ale rzadko kiedy widuje się wokół nich oczywiste objawy zakażenia. By lepiej zrozumieć ten fenomen, naukowcy z Uniwersytetu Nauki i Techniki Króla Abdullaha (KAUST) zajęli się badaniem mikrobiomu skóry rekinów.
      Zespół z Centrum Badania Morza Czerwonego KAUST pobrał próbki śluzu z grzbietu i skrzeli 44 żarłaczy czarnopłetwych zamieszkujących wody wokół Seszeli. Następnie próbki poddano sekwencjonowaniu amplikonu 16s RNA; w ten sposób można było zidentyfikować gatunki bakterii. Potem, by wykryć ewentualne zmiany związane z reakcją na zranienie, porównano społeczności bakteryjne z różnych próbek.
      Generalnie społeczności bakteryjne były bardzo różnorodne; wykryto bowiem aż 5971 taksonów. Dominowali przedstawiciele 3 rodzin: Rhodobacteraceae, Alteromonadaceae i Halomonadaceae. Rdzeń mikrobiomu (ang. core microbiome), definiowany jako taksony występujące w ≥50% próbek, składał się z 12 taksonów, które są często obserwowane u organizmów morskich. Część z nich może się wiązać ze stanem zdrowia gospodarzy.
      Autorzy artykułu z pisma Animal Microbiome podkreślają, że o ile stwierdzono znaczące różnice dot. składu mikrobiomu skóry rekinów z poszczególnych lokalizacji, o tyle nie było już różnic między próbkami zdrowej i zranionej skóry oraz między skórą z okolic skrzeli i z grzbietu.
      Byliśmy zaskoczeni, że zranienie nie skutkowało znaczącą zmianą społeczności bakteryjnych. To sugeruje, że rekinia skóra nie ulega łatwemu zainfekowaniu i że oryginalne społeczności mogą być zachowane nawet po urazie [...] - opowiada Claudia Pogoreutz.
      Tłumacząc różnice dot. społeczności bakteryjnych ze skóry rekinów z poszczególnych lokalizacji, naukowcy dodają, że choć miejsca te są oddalone o zaledwie parę kilometrów, mogą być dość mocno izolowane przez takie czynniki, jak prądy morskie. W grę wchodzą też opory rekinów dot. przemieszczania między habitatami czy pokonywania głębszych cieśnin. Różnice mikrobiomu skóry mogą odzwierciedlać różnice otoczenia, np. temperatury, zagęszczenia populacji, dostępności składników odżywczych czy zanieczyszczenia. Niewykluczone także, że zapewniają one żarłaczom jakieś korzyści.
      Biolodzy podkreślają, że rodzi się wiele pytań. Trzeba np. ustalić, jaki jest wkład mikrobiomu w gojenie ran i oporność na infekcje.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...