自供电的压电材料生物电刺激装置或可改善肌腱损伤治疗

自供电的压电材料生物电刺激装置改善肌腱损伤治疗

【导读】：该研究为一系列新的刺激器设备奠定了工程基础，这些设备能够控制肌肉骨骼组织再生以治疗肌腱损伤、疾病和运动损伤，而无需使用药物或外部刺激。

运动或重复性活动引起的严重肌腱损伤每年影响超过 1.025 亿成年人，并给医疗保健系统带来相当大的负担（每年超过 20 亿美元，手术后并发症导致每年近 100 万天的住院治疗）。[ 1 - 3 ]通过使用缝合线和生物或合成移植物进行直接端到端修复的手术干预代表了治疗的黄金标准，尽管相对成功，但这些修复经常无法恢复完整的肌腱功能。对更安全、更高效、侵入性更小的电刺激系统的需求推动了控制体细胞功能和增强特定组织再生过程的新型生物电策略的发展。

爱尔兰国立高威大学的科学家进行的这项研究利用了压电材料，这种材料在受到机械压力时会产生电流。这些材料为许多前瞻性技术的研究奠定了基础，例如鞋子、道路，甚至是通过咀嚼获取能量。这项新研究的作者试图探索其在再生受损肌腱方面的潜力。该研究发表在《Advanced Materials》杂志上。

该研究调查了电疗法与运动相结合是否会在治疗肌腱疾病或断裂方面显示出前景。结果表明，肌腱细胞的功能和修复可以通过由身体运动驱动的可植入设备的电刺激来控制。

刺激器设备使用压电材料网状织物， 当拉伸或置于机械压力下时会产生电力。它是使用纳米纤维支架制成的，纳米纤维的厚度是人类头发的千分之一。

科学家们想研究这种网是否可以提供一种与运动相结合的电刺激来治疗受损的肌腱，并在体外实验和急性跟腱损伤大鼠中进行测试。该团队的实验表明，该设备可以通过简单的步行动作来供电，并且在向受伤部位施加电流时，它会激活肌腱特有的组织再生信号。

“我们的发现表明，当植入的设备在行走过程中被拉伸时，会在治疗目标区域（受损或受伤的肌腱）中产生电荷。这里潜在的游戏规则改变者就像细胞中的电源开关——电刺激会开启受损肌腱中肌腱特定的再生过程。”

Fernandez 博士补充说：“我们展示了一种能够控制肌腱再生和愈合的植入式电活性装置。重要的是，我们的研究通过增强其结构、压电特性和生物相容性来改善设备的治疗性能。

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