Революционная интеллектуальная повязка контролирует раны и обеспечивает целенаправленную терапию для более быстрого заживления

• Умная повязка может контролировать состояние хронических ран и доставлять соответствующие лекарства. 
• Он оснащен датчиками pH, температуры и кислорода, изготовленными на пергаментной бумаге.
• Все компоненты выбраны так, чтобы снизить стоимость. 

Хронические незаживающие раны, такие как пролежневые камни и диабетическая стопа, ежегодно поражают более 6,5 миллионов американцев. По данным исследования, ежегодное лечение таких ран обходится более чем в 25 миллиардов долларов, и с каждым годом эта сумма увеличивается из-за роста заболеваемости диабетом и ожирением среди стареющего населения.

Существующие методы лечения являются универсальными, трудоемкими и довольно дорогими. Чаще всего полагаются на типичную чистку, кислородную терапию, санацию (удаление поврежденных тканей) или системное введение антибиотиков. Доступные в больницах и клиниках повязки — гидроколлоиды, пены, гидрогели, альгинат и т. д. — малоэффективны.

Поэтому исследователи из Университета Тафтса создали умную повязку, позволяющую регулярно контролировать состояние хронических ран и доставлять подходящие лекарства для увеличения шансов на заживление. Прототип призван превратить традиционное пассивное бинтование в эффективную парадигму решения сложных медицинских проблем.

Компоненты Smart Bandage

Чтобы способствовать естественному процессу заживления, команда разработала повязку с нагревательными элементами и термочувствительными носителями лекарств, которые могут переносить подходящие лекарства в ответ на встроенные датчики температуры и pH, которые отслеживают инфекцию и воспаление.

Умная повязка с микропроцессором (слева) и модулем покрытия ран (справа) | Фото: Майк Сильвер/Университет Тафтса

В отличие от обычных повязок, интеллектуальная повязка объединяет датчики (кислорода, pH, медиаторов воспаления), доставки лекарств (антибиотиков, кислорода, стволовых клеток) и электронный интеллект, что значительно улучшает процесс заживления, отслеживая индивидуальные реакции и позволяя подходящие изменения в терапии. Все это делается при ограниченном вмешательстве со стороны лица, осуществляющего уход, или пациента.

Как это работает?

Одним из важнейших параметров для отслеживания прогрессирования хронической раны является уровень pH. Обычно заживающие раны имеют значение pH от 5,5 до 6,5, но для незаживающих ран значение превышает 6,5. Еще одним ключевым параметром является температура, которая определяет уровень воспаления вблизи раны.

Умная повязка оснащена наноразмерными датчиками серебра (используется в качестве антисептика), датчиками pH, температуры и кислорода , изготовленными на пергаментной (гидрофобной) бумаге. Модуль доставки кислорода основан на каталитической конверсии перекиси водорода на участках осаждения наночастиц диоксида марганца.

Патч для генерации и обнаружения кислорода | С разрешения исследователей 

Гидрофобная бумага биосовместима и подходит для перевязки ран. Они могут предотвратить попадание перекиси водорода на инфицированный участок и обеспечить диффузию кислорода к ложу раны.

Ссылка:NextFlex | Университет Тафтса

Все компоненты умной повязки подобраны таким образом, чтобы ее стоимость была низкой. Также они сделали все компоненты одноразовыми, кроме микропроцессора, который можно использовать повторно.

Тестирование и приложения

У этого типа умных повязок есть множество возможностей:в них можно встраивать другие сенсорные модули, лекарства и факторы роста для лечения различных состояний в ответ на множество маркеров исцеления.

Прототип успешно прошел испытания в условиях in vitro (контролируемая среда вне живого организма). Сейчас команда проводит клинические исследования в условиях in vivo (на живых организмах), чтобы определить его преимущества перед обычными повязками.

Читайте:Новый «молекулярный клей» может эффективно доставлять лекарства к раковым клеткам

При этом они могут столкнуться со следующими проблемами:

1. Печать необходимых разнородных материалов на пергаментной бумаге при повторяющихся циклах гибки.
2. Интеграция гибких каналов доставки микрожидкостей.
3. Соответствующая герметизация электрических модулей.


ИИ удаляет шумы на изображениях без чистых обучающих данных Инновационное оконное покрытие изолирует тепло и генерирует электричество