智能绷带可以帮助诊断和治疗您的伤害
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商圣科技08月29日消息:
研究人员正在使用柔性生物电子学来帮助伤口愈合更好。
如果您要将古希腊的药物与今天的医疗保健进行比较,您可以说出很多不同之处:接种疫苗,经过实验检验的药物,我们认为体液不平衡是大多数疾病的根源。但仔细观察,你会发现尽管几个世纪以来我们分开了一些事情,但有些事情并没有改变。
 
绷带,例如。如果你发现自己身处古希腊斯巴达士兵长矛的接收端,那么你的伤口就会缠上一块布。今天发现自己患有慢性伤口,很可能,你会得到非常相似的治疗方法。绷带的原理 - 阻止灰尘,污垢和其他环境恶作剧进入伤口的屏障 - 在2500多年的某个地方保持不变。
 
然而,最后,绷带正在进行自己的高科技改造。
 
马萨诸塞州塔夫斯大学的研究人员一直在研究一种原型智能绷带,它不仅可以跟踪伤口的愈合情况,还可以在需要时直接将药物输送到伤口部位。
 
绷带是塔夫茨大学与其他高等教育机构共同工作超过六年的高潮,旨在创建一种绷带,其中包括传感器,用于监测许多标记,显示伤口愈合的程度,以及药物输送机制 - 所有形状因子都足够灵活,可缠绕伤口。
 
“慢性伤口是一个生物学上非常复杂的系统,你必须让绷带接口与伤口紧密接触,这样才能监测伤口是否愈合。同时,我们想知道是否有办法塔夫茨大学工程学院电气和计算机工程教授Sameer Sonkusale告诉ZDNet,他说要在适当的时候进行干预以加速伤口愈合。
 
绷带是布层和电子层的组合。电子层包括跟踪伤口pH和温度的传感器 - 高于正常pH或温度表明它不能很好地愈合。氧合传感器也可用于绷带内 - 氧合水平可用于通过其各个愈合阶段追踪伤口,较低水平表明伤口恢复受损。
 
塔夫茨工程师将绷带设计成闭环。一旦检测到伤口愈合缓慢或炎症或感染迹象,它就可以通过热响应系统将药物滴入伤口:绷带内的微处理器监测pH和温度水平,如果它们过高,则显示药物携带凝胶绷带内被加热。含有药物的加热颗粒收缩,将药物释放到伤口。
 
“我喜欢称之为精确诊断 - 你没有为每个人提供相同的药物治疗方案,因为每个人都不同,他们的伤口愈合可能对不同的药物有不同的反应。重要的是我们监测伤口是如何愈合的只有这样才能按需提供药物,“Sonkusale说。

对伤口的监测不仅仅停留在绷带内 - 数据可能会被发送到手机,以便让患者或医生了解情况,或者发送到临床应用程序,其中汇总数据可用于研究目的以帮助改进治疗算法。“收集来自各种伤口的数据肯定是有价值的,希望将来可以改善慢性伤口治疗。当我们有各种类型的伤口配上这些智能绷带时,肯定有潜力,”Sonkusale说过。
 
绷带厚3毫米,因为它的电子元件几乎都是柔韧的,所以它可以像普通的布绷带一样缠绕在受伤部位。
 
绷带“需要从头开始进行一些工程设计,因为大多数时候,传感器或药物输送系统在某种程度上与硬质基质相关,如胶囊或注射器,或硅或玻璃基质......当我们设计这些平台时,我们注意到任何与伤口接触的东西应该非常灵活并且与伤口具有生物相容性,“Sonkusale说。微处理器还不灵活,位于伤口的一侧,以免干扰它。然而,一旦开发出灵活的微处理器版本,它就可以更完全地结合到绷带中。
 
为了降低潜在成本,可以将布料和电子层拉开; 前者可以被处置,后者可以重复使用。
 
虽然绷带可能适用于所有类型的伤口 - 从急性灼伤到褥疮 - 但某些类别的绷带可能特别有用。
 
以糖尿病为例:除了意外等创伤外,病情是截肢的最常见原因。糖尿病导致所谓的周围神经病变,四肢神经死亡。例如,在四肢没有完全感觉的情况下,糖尿病患者可能会伤到脚并且不知道伤口。最终伤害可能发展成溃疡,如果它不能正常关闭,它可能会被感染,坏疽,并且可能需要截肢。
 
Sonkusale说:“如果你可以通过提供抗生素或抗菌药物甚至氧气来保持伤口处于最佳状态,那么伤口感染和截肢的可能性就会大大低得多。”
 
通过使用组织培养对绷带进行实验室测试,Tufts工程师现在正在寻求开始临床试验并寻找可以帮助智能绷带商业化的合作伙伴。Sonkusale认为,仅在一到两年内就可以获得具有监测能力的绷带,而监测和治疗版本可以在五到八年后使用。
 
世界各地的研究人员也在研究各种类型的智能绷带:来自内布拉斯加大学林肯分校,哈佛医学院和麻省理工学院的团队开发了一种绷带,当内部纤维被加热时,它可以提供抗生素等药物,而斯旺西大学则是希望利用纳米技术和5G网络的组合来监控伤口愈合的智能绷带。

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