Comment l'électrostimulation introduit la cicatrisation

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Les scientifiques ont su pendant des décennies que l'électrostimulation introduit la guérison des blessures continuelles, telles que les ulcères diabétiques et des escarres de décubitus, mais comment elle se produit a été mystère-jusqu'à ce que maintenant.

La « électrostimulation dirige les cellules introduire le transfert vers le centre de la blessure, » a dit le repère Messerli de professeur adjoint du Service de Biologie et de la microbiologie d'université de l'Etat du Dakota du Sud dans l'université des sciences naturelles. Messerli et son équipe ont développé un outil qui prévoit comment la migration cellulaire et le cadrage se produit. Cette recherche apparaît dans le numéro de juin du tourillon de la biologie théorique.

Dans la clinique, l'électrostimulation peut accélérer la guérison des blessures continuelles, défini comme blessures à la peau qui ne guérissent pas dans les 30 jours, et a été employée pour traiter les blessures pour lesquelles ont existé tant que une année, Messerli a expliqué. En plus des blessures curatives, l'électrostimulation introduit la pièce d'assemblage des greffes de peau, améliorant des résultats pour des victimes de brûlure.

Cependant, il n'y a aucune demande de règlement normalisée, Messerli a noté :

Un patient peut entrer dans une clinique différente et obtenir une demande de règlement entièrement différente pour la même blessure. Nous ne pouvons pas normaliser ou optimiser des demandes de règlement à moins que nous sachions l'électrostimulation s'introduit guérir. »

Les blessures continuelles de la peau tendent à affliger les personnes âgées et les diabétiques. Presque 15% de bénéficiaires de régime d'assurance maladie remarquent les blessures continuelles, ayant pour résultat $28,1 environ à des $31,7 milliards dans des coûts de santé par an, selon une étude 2017 basée sur un ensemble de données 2014 de régime d'assurance maladie. Car plus de baby-boomer atteignent l'âge de retraite, le nombre de patients et de coûts de santé continuera à monter.

En outre, apprendre comment l'électricité stimule la cicatrisation peut fournir une partie de la connaissance requise pour élever des organes. La « cicatrisation nous aboutit au bureau d'études de tissu, » Messerli a dit. « Il est comme établir un mur de briques. Les briques doivent être soigneusement alignées et espacées avec le mortier pour effectuer une paroi structurellement saine. De même, des cellules doivent être soigneusement alignées et rassemblées pour qu'un organe humain fonctionne correctement. »

L'étude a été supportée par l'Eugene et les fonds de camaraderie de Millicent Bell dans le bureau d'études de tissu et le ministère de l'agriculture des États-Unis le financement d'écoutille par la station des instruments aratoires d'expérience du Dakota du Sud à SDSU. Un étudiant au doctorat de SDSU et un stagiaire du maître ont travaillé sur le projet.

Comment l'électrostimulation guérit des blessures

L'électrostimulation est employée dans la clinique pour activer les neurones, le muscle et les cellules d'endocrine, mais ce sont électriquement les cellules excitables. Des cellules de la peau ne sont pas considérées électriquement excitables. Ainsi comment osent les champs électriques d'un sens de cellule de la peau qui sont plus faibles que ceux employés pour stimuler des neurones ou des cellules musculaires ? »

Marquez Messerli, professeur adjoint, université de l'Etat du Dakota du Sud

Les scientifiques savent que les champs électriques très faibles polarisent des cellules et les font émigrer ou se développer vers un des pôles électriques, il a expliqué. Le « fonctionnement de tissu et d'organe est basé sur la polarité cellulaire ; nous avons besoin de cet organisme cellulaire pour avoir un organe fonctionnel. »

Les mammifères, y compris des êtres humains, ont ce que Messerli appelle « un champ électrique endogène en travers de la peau. » Quand la peau est cassée, il y a une perpendiculaire de champ électrique à l'arête de la blessure, dirigeant des cellules vers le milieu de la blessure. Cependant, ce diminutions potentielles électriques comme nous vieillissons.

« Un faible champ électrique fait émigrer des protéines sur la surface de cellules aux pôles électriques basés sur leur taille et charge, » il a dit. « Le champ électrique en travers de la membrane cellulaire est plus grand que million de volts selon le mètre ; cependant, les cellules épidermiques peuvent détecter les champs électriques légèrement moins de 10 volts selon le mètre, presque 100.000 fois plus faible. »

Les chercheurs avaient l'habitude une combinaison de la modélisation mathématique, de la représentation de fluorescence et des outils de bio-informatique pour développer un modèle qui prévoit comment ces protéines redistribueront dans la membrane de plasma. « Environ 30% des protéines dans le génome humain sont dans la membrane de plasma, mais jusqu'à cette remarque, moins de 10 protéines ont été associées à la polarité cellulaire électriquement induite, » Messerli a dit.

Après le rail de la redistribution d'une protéine connue, les chercheurs avaient l'habitude le modèle pour prévoir comment les protéines, recensées par d'autres organismes de recherche, se comporteraient. « Le modèle est venu très étroitement à prévoir les résultats des expériences plus tôt, » il a dit. L'outil prévisionnel aidera des chercheurs à recenser les protéines qui sont critiques à la polarisation électrique d'autres types de cellules et à optimiser le réglage de blessure utilisant l'électrostimulation.

Avancement de la peau aux organes

En comprenant comment l'électrostimulation introduit la cicatrisation et la pièce d'assemblage de greffe de peau, les chercheurs se démêlent comment reconstruire des tissus et des organes. « Nous commençons par la peau, un organe bidimensionnel, » Messerli a dit, « mais l'objectif est éventuellement d'employer les propres cellules des patients pour établir les organes en trois dimensions que leurs fuselages ne rejetteront pas.

« Notre travail aide à jeter les fondements pour les cellules de polarisation de n'importe quel tissu ou organe et à enlever le mystère derrière des traitements électriques. Juste comme les briques dans une paroi sont soigneusement dispensées, nous devons faire la même chose avec des cellules en établissant ou en reconstruisant des tissus et des organes, » il a conclu.