En ny, låg kostnad sårförband utvecklat av University of Wisconsin-Madison ingenjörer kan dramatiskt påskynda läkningen på ett överraskande sätt.

Metoden utnyttjar energi som genereras från en patients egna kroppsrörelser för att applicera milda elektriska pulser på platsen för en skada.

I gnagartester, förbanden minskade läkningstiden till bara tre dagar jämfört med nästan två veckor för den normala läkningsprocessen.

"Vi blev förvånade över att se en så snabb återhämtning, " säger Xudong Wang, professor i materialvetenskap och teknik vid UW-Madison. "Vi misstänkte att enheterna skulle ge viss effekt, men omfattningen var mycket mer än vi förväntade oss."

Wang och medarbetare beskrev sin sårförbandsmetod idag (29 nov. 2018) i tidskriften ACS Nano .

Forskare har vetat i flera decennier att elektricitet kan vara fördelaktigt för hudläkning, men de flesta elektroterapienheter som används idag kräver skrymmande elektrisk utrustning och komplicerade ledningar för att ge kraftfulla stötar av elektricitet.

"Akuta och kroniska sår utgör en betydande börda inom vården världen över, " säger samarbetspartner Angela Gibson, professor i kirurgi vid UW-Madison och en brännskadakirurg och chef för sårläkningstjänster vid UW Health. "Användningen av elektrisk stimulering vid sårläkning är ovanligt."

I motsats till befintliga metoder, det nya förbandet är mycket enklare.

"Vår enhet är lika bekväm som ett bandage du lägger på din hud, säger Wang.

De nya förbanden består av små elektroder för skadeplatsen som är kopplade till ett band som håller energiskördande enheter som kallas nanogeneratorer, som är loopade runt bärarens överkropp. Den naturliga expansionen och sammandragningen av bärarens bröstkorg under andning driver nanogeneratorerna, som levererar lågintensiva elektriska pulser.

"De här elektriska pulsernas natur liknar hur kroppen genererar ett inre elektriskt fält, säger Wang.

Och, dessa lågeffektpulser kommer inte att skada frisk vävnad som traditionella, högeffektselektroterapiapparater kan.

Faktiskt, forskarna visade att celler som exponerades för elektriska pulser med hög energi fick dem att producera nästan fem gånger fler reaktiva syreämnen – stora riskfaktorer för cancer och cellulärt åldrande – än celler som exponerades för nanogeneratorerna.

Också en välsignelse för läkning:De fastställde att lågeffektpulserna ökade livskraften för en typ av hudcell som kallas fibroblaster, och exponering för nanogeneratorns pulser uppmuntrade fibroblaster att rada upp sig (ett avgörande steg i sårläkning) och producera mer biokemiska ämnen som främjar vävnadstillväxt.

"De här fynden är väldigt spännande, " säger samarbetspartner Weibo Cai, professor i radiologi vid UW-Madison. "De detaljerade mekanismerna kommer fortfarande att behöva belysas i framtida arbete."

I den andan, forskarna siktar på att reta ut exakt hur de milda pulserna hjälper till att läka. Forskarna planerar också att testa enheterna på grishud, som nära efterliknar mänsklig vävnad.

Och, de arbetar för att ge nanogeneratorerna ytterligare möjligheter – justera deras struktur för att möjliggöra energiskörd från små omärkliga ryckningar i huden eller den pulserande pulsen av ett hjärtslag.

"De imponerande resultaten i denna studie representerar en spännande ny spin på elektrisk stimulering för många olika sårtyper, med tanke på designens enkelhet, säger Gibson, som kommer att samarbeta med teamet för att bekräfta reproducerbarheten av dessa resultat i mänskliga hudmodeller.

Om laget är framgångsrikt, enheterna kan hjälpa till att lösa en stor utmaning för modern medicin.

"Vi tror att vår nanogenerator kan vara det mest effektiva tillvägagångssättet för elektrisk stimulering för många terapeutiska ändamål, säger Wang.

Och eftersom nanogeneratorerna består av relativt vanliga material, priset kommer inte att vara ett problem.

"Jag tror inte att kostnaden kommer att bli mycket mer än ett vanligt bandage, " säger Wang. "Enheten i sig är väldigt enkel och bekväm att tillverka."